断续模式无桥Boost PFC变换器的研究

相较于传统的Boost PFC变换器,无桥Boost PFC变换器省略了开关管前的整流桥,大大提高了变换器的效率。首先主要讨论电流断续模式下无桥Boost PFC的工作原理,推导理想状态下其PF的表达式和电感的计算,探讨实际工作中电路寄生参数对电感电流畸变的影响。然后针对DCM Boost PFC仅适用于中小功率场合这一缺点,引入了交错并联技术,提升了电路的功率量级。最后分别完成了单路500 W和两路交错1 kW的变换器样机实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

交错并联Boost PFC变换器的研究与实现

与传统的Boost PFC变换器相比,交错并联Boost PFC可有效降低输入电流纹波和开关器件的电流应力,减少了前级EMI滤波器的尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率;详细分析了交错并联Boost PFC电路的工作原理、主要的工作状态并搭建仿真平台进行验证,实验结果证明交错Boost PFC电路具有良好的功率因数校正效果。     

基于IR1150S与UC3854的Boost PFC变换器比较

研究了单周期控制技术在Boost PFC变换器中的应用,回顾了传统的平均电流控制技术,对基于UC3854和IR1150S的Boost PFC变换器的电路结构、工作原理、设计过程以及性能进行了详细的比较,并制作了两台实验样机进行实验验证。结果表明,基于IR1150S的Boost PFC变换器在保持了良好性能的同时,还有电路结构简洁,设计过程简单,成本低等优势。     

基于PSpice的单相功率因数校正电路的行为建模与仿真

介绍了带输入前馈的平均电流模式控制单相功率因数校正(PFC)变换器的工作原理。利用PSpice模拟行为建模功能和Boost主电路开关电感模型相结合,建立了平均电流模式控制单相PFC电路的仿真模型。通过对开关器件的等效平均,简化了PFC电路的分析与建模,大大缩短了仿真时间。利用仿真模型,可以分析电路的频域及时域特性。最后,利用UC3854芯片搭建了试验电路。试验结果证明了建模方法的正确性。     

改进型平均电流控制的快速动态响应Boost PFC变换器研究

针对平均电流控制的传统Boost功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器在负载突变时输出电压过冲较大且负载响应速度慢的研究现状,本文在传统平均电流控制的基础上,增加负载电流前馈环,有效地降低了负载突变时产生的过冲或跌落电压,且提高了Boost PFC变换器的负载动态响应速度。通过Matlab仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性。     

具有快动态响应和低输出电压纹波的二次型BoostPFC变换器

为了提高功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器对负载变化的动态响应性能,同时消除输出电压二倍工频纹波,本文将二次型Boost变换器应用于PFC变换器中,并分析了其工作原理。根据主电路电感的工作模式,可以将二次型Boost PFC变换器的工作区域划分为四个区域:CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM,本论文重点研究了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波特性及其动态性能。研究结果表明,与传统DCM Boost PFC变换器相比,二次型DCM-DCM Boost PFC变换器可消除输出电压的二倍工频纹波,降低输入电感电流峰值,且提高了负载动态响应速度,极大地降低了输出电压超调量与跌落量。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

二次型Boost PFC变换器低输出电压纹波分析

工作于电感电流断续导电模式(DCM)的传统Boost功率因数校正(PFC)变换器的输出电压含有二倍工频纹波。当二次型Boost PFC变换器的两个电感均工作于DCM(简称为DCM-DCM Boost PFC变换器)时,其输出电压含有的二倍工频纹波大大减小。详细分析了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的工作原理,推导了其输出电压纹波及功率因数值表达式,验证了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的高功率因数和低输出电压纹波特性。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

二次型Boost PFC变换器参数设计及控制研究

二次型Boost PFC变换器仅使用一个开关管即可实现与占空比成平方关系的电压增益,实现宽输入电压,其在新能源领域具有广阔的发展前景。本文对二次型Boost PFC工作原理进行了详细分析,采用状态空间等效模型,对二次型Boost PFC变换器的工作模态进行分析,建立相应的扰动模型。根据两个电感电流,对二次型Boost PFC变换器的工作区域进行划分,为其参数设计和控制采样信号提供理论依据,为变换器的分析和应用奠定了基础。通过样机实验验证了理论的正确性。     

新型单周期控制的无桥Boost PFC变换器

研究了一种改进型单周期控制算法在无桥Boost PFC(Power Factor Correction)变换器中的应用。工作于连续导电模式下的单周控制PFC变换器具备控制电路简单、抗干扰能力强等优点,但二极管存在的反向恢复电流对过零点的输入电流影响较大,导致输入电流发生过零畸变,限制了功率因数的提高。为改善电流过零畸变,提高功率因数,采用一种工作于混合模式下的改进型单周控制技术,在连续导电模式时,实时检测输入电流,当输入电流过零时,将变换器切换至断续导电模式,削弱了二极管的反向恢复问题,并将此改进型单周控制技术应用于无桥PFC,仿真结果表明:基于新型单周期控制的APFC电路,动态响应更快,且无二极管反向恢复问题。     

Boost PFC变换器的无模型预测电流控制

升压型功率因数校正(Boost PFC)变换器在中轻载运行时存在电感电流的断续导通模式,采用线性的比例-积分(PI)控制器难以有效地控制平均电感电流,导致输入电流存在较为严重的畸变。为改善输入电流质量,基于变换器统一的超局部模型并结合预测控制思想,建立了无模型预测电流控制器以生成合适的占空比控制信号并提高电流环路的响应速度。该方法在克服控制器对系统参数依赖的同时,有效地提高了变换器在电流连续导通模式和断续导通模式时的电流控制性能,避免了额外的模式识别算法或硬件检测电路。     

带有源浮充平台的Boost型单相PFC变换器的研究

在传统的Boost型单相PFC中加入有源浮充平台,在保持Boost型单相PFC优点的同时,使输出直流电压从典型的400V降到200V左右,使输出电压中的谐波含量大为降低,对于后级DC/DC变换器的设计十分有利,并通过仿真证明了理论分析的正确性。     

基于预测专家控制的开关电源控制算法研究

为了实现AC/DC功率变换的单位功率因数控制,抑制电感电流的高次谐波,通过对传统的功率因数校正升压电路拓扑结构进行改进,同时采用预测专家控制算法,用于功率变换电路的控制。仿真试验表明,预测专家控制算法能有效地控制改进后的功率因数校正电路,使功率变换器工作在单位功率因数下系统具有较快的动态响应特性,并且对电感电流有较强的谐波抑制能力。     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction，PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响，作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路，并将其应用于单相Boost型PFC变换器中，设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点，输出电压大大降低，拓宽了PFC电路的应用范围，为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明，该变换器的输出电压大大降低，可实现单位功率因数校正，具有良好的动态性能。     

具有宽负载范围的新型Boost功率因数校正器

针对不连续导电模式(DCM)和连续导电模式(CCM)Boost PFC变换器存在负载范围受限的问题,提出了一种工作在伪连续导电模式(PCCM)的新型Boost功率因数校正变换器。分析了PCCM Boost变换器的工作过程,建立了PCCM Boost PFC变换器的大信号模型,在此基础上设计了数字谷值电流控制策略和电压环PI调节器。该变换器可在较宽的负载范围内实现高功率因数。通过一台输出功率范围为70～400W的实验样机,对PCCM Boost PFC变换器和CCM Boost PFC变换器的性能进行了对比和验证。     

3kVA功率因数校正装置研制

单周期控制是一种用于功率变换器的新型非线性控制策略,当输入电压发生扰动或负载快速变化时,仅在一个周期内即可实现控制目标.简要分析了单周期控制Boost PFC变换器的控制机理,给出了其稳定性分析,并将这种新颖的控制方法用于Boost变换器的功率因数校正.基于IR1150研制了一台3kVA的功率因数校正实验样机,给出了设计实例和实验结果.实验结果表明,该变换器的控制方法简单、可靠且通用.     

基于DSP的Boost PFC软开关变换器研究

详细分析了一种新颖的Boost软开关变换器,在传统的Boost变换器基础上加上缓冲元件电感和电容,从而实现开关管的零电流开通和零电压关断。提出了基于DSP的新型控制算法,该算法仅需在一个开关周期内采样负载电流和输入电压来计算占空比,实现功率因数校正(PFC)的目的,控制简单,实时性好。实验结果表明,该新型的变换器工作在软开关模式下,并且实现输入侧的单位功率因数。     

交错并联Boost PFC变换器设计

Boost PFC变换器引入交错并联技术后有效地降低了器件的电流应力、输入电流纹波和磁性元件的体积。介绍交错并联技术的原理,分析应用该技术的Boost PFC电路的具体工作模态,理论上推导了电感值的设计原则,通过详细地损耗分析给出了器件优化的方法。实验结果表明,采用该方案的PFC电路控制简单、功率因数高、效率高。     

单相PFC变换器的电流过零畸变问题研究

升压型功率数校正(Boost PFC)变换器在开关频率与电网频率之比较低时,会产牛相位超前以及过零畸变等问题.这要求应用十中频电网(400～800 Hz)的Boost PFC变换器具有很高的开火频率.随之带来的高开关损耗和高器件成本问题,制约了Boost PFC变换器效率的提高和应用范围的扩展.分析了引起过零畸变的几个因素以及它们之间的关系,给出了相应的解决措施,通过实验证明了这些措施的可行性.     

基于单周及浮充技术的单相高性能有源功率因数校正电路研究

针对双级有源功率因数校正(PFC)技术的改进措施加以分析和论述,阐述了该功率因数校正变流器存在的一些不足之处,研究了一类改进型双级有源功率因数校正开关变流器拓扑,优化改进的有源功率因数校正AC/DC变流器结合单周控制技术控制方法的原理,以及浮充技术.改进的单周控制有源PFC变流器具有结构简单、控制精度高、响应速度快,特别是具有控制性能对系统和电源参数变化不敏感等优点.文中还阐述了变流器的工作机理、控制方法及其试验分析.