混合导通模式Boost PFC的控制策略研究

工作在宽负载输出应用场合的Boost PFC变换器(如不间断电源)单独采用连续导通模式算法和断续导通模式算法时存在电流畸变问题,本文针对此问题提出了混合导通模式控制策略。详细分析了混合导通模式控制策略的工作原理及其控制优势,基于DSP设计了相对应的数字控制解决方案,仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性、可靠性。     

固定导通时间分段双频率控制CCM Boost PFC变换器

为提高电感电流连续导电模式(CCM) Boost PFC变换器的动态响应性能,提出固定导通时间分段双频率(Piecewise Constant On time Bi frequency, 分段COT BF)控制技术。分段COT BF控制器电流内环与电压外环解耦,获得宽带宽的电压外环以提高PFC变换器的瞬态响应速度;采用变频控制,降低输入电压峰值点附近的开关频率,减少开关损耗从而提高效率。研究结果表明,与平均电流控制CCM Boost PFC变换器相比,分段COT BF控制CCM Boost PFC变换器具有更快的响应速度、更高的效率,同时保持高功率因数(PF)和低总谐波畸变(THD)。     

单相PFC变换器的输入电流统一模型及功率因数的数字分析方法

以临界导通模式(Boundary Conduction Mode,BCM)Boost PFC变换器为研究对象,分析了输入电流的过零畸变现象,并得到了输入电流时域模型。综合平均电流模式Boost PFC变换器的输入电流模型,提出了单相PFC变换器输入电流的统一模型以及该模型下功率因数数字分析方法。相比于传统的功率因数数字分析方法,提出的方法在运算速度和准确度上有了很大的提高。制作了一台200W的BCM Boost PFC变换器样机,样机测试结果验证了提出的分析方法的准确性。     

基于Matlab的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

介绍了平均电流控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理.分别采用Power System工具箱和考虑电感电流断续工作状态的C-MEX文件S函数建立了主电路模型,对平均电流控制型PFC Boost变换器进行了仿真.仿真结果表明,与Power System工具箱模型相比,基于C-MEX文件的S函数仿真模型能够准确仿真电流断续工作状态,仿真速度快.设计了电路样机进行了实验研究,仿真结果与实验结果一致,证明了该方法的正确性.利用该方法可以高效地仿真研究系统结构和参数变化时性能变化情况,得到的平均电流控制型PFC Boost变换器的混沌分岔图,为更好地理解和设计这种变换器提供了有利的工具.     

基于改进恒导通时间控制的临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器

为改善临界连续导通模式(BCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器输入电流总谐波畸变率(THD),该文提出一种改进恒导通时间(COT)控制,分析改进COT控制对输入电流THD和变换器效率的影响;通过改进电流过零检测(ZCD)电路实现电感电流过零信号的提前检测,补偿信号传播延时的影响,缩短甚至消除反向谐振过程,改善输入电流THD的同时不增加控制的复杂度.最后,该文搭建一台160W BCM Boost PFC变换器实验样机,验证所提改进COT控制的可行性和有效性.     

DCM模式APFC电路寄生参数对THD的影响

有源功率因数校正(APFC)技术广泛应用于提高电网适应能力及减小谐波污染的场合,其性能与工作模式及参数设计密切相关.提出基于Boost电感电流数学模型,其分析方法弥补了传统周期平均电流模型不精确、分析范围小的不足,并利用该数学模型系统分析了在断续导通模式(DCM)下Boost PFC电路主要元器件寄生参数对输入电流畸变(THD)的影响.实验验证了理论分析的正确性.     

基于无桥Boost PFC的软开关电路设计

功率因数校正(power factor correction,PFC)技术可以有效提高电网功率因数并减少电网谐波污染.相对于常规Boost PFC电路来说,无桥Boost PFC电路在每一个开关周期内同时导通的功率器件少,电路的导通损耗低,能明显地提高电能的转换效率,但是当电路的开关频率提高时,电路的开关损耗也会大大增加,所以有必要在无桥Boost PFC电路中引入软开关技术.设计了一种采用平均电流控制的最小电压应力无源无损无桥Boost PFC软开关电路,并通过Saber软件进行了仿真验证,证明了设计的无桥Boost PFC软开关电路与平均电流PFC控制方法的有效性.     

预测平均电流控制PFC Boost变换电路的研究

随着变换器、开关电源等电力电子设备的广泛应用,电网的电流谐波问题日益严重,因此功率因数校正(PFC)技术已成为电力电子技术领域一个新的研究热点.在分析PFC Boost变换器常用控制方法的基础上,提出了一种新型的预测平均电流控制策略.该策略采用了预测电流控制思想和单周期控制的原理对PFC Boost变换电路进行控制,消除了传统控制方法中的乘法器,且无需检测输入电压,无需内环电流PI调节器,具有实现简单、抗干扰能力强、响应速度快、输入电流谐波成分低、适应输入电压和负载变化范围宽等优点.仿真和实验结果表明该预测平均电流控制策略为有源PFC提供了一种新颖的、简单可行的控制方法.     

快速瞬态响应交错并联DCM Boost PFC变换器

分析了实现单位功率因数的四通道交错并联DCM Boost PFC变换器的变占空比控制方法,基于变占空比控制,研究了一种具有快速瞬态响应的改进型变占空比控制方法。改进型变占空比控制交错并联DCM Boost PFC变换器不仅实现了单位功率因数,还具有快速的输入和负载瞬态响应速度。MATLAB/Simulink仿真及试验结果验证了理论分析的正确性。     

提高PFC变换器动态响应性能的滤波算法

传统单相Boost PFC变换器较低的电压控制环带宽严重影响了其动态响应速度,因此提出了一种提高单相Boost PFC变换器动态响应性能的滤波算法.通过滤除电压控制环输出信号的低频纹波,该滤波算法在保证变换器PFC性能的前提下,具有更大的电压控制环带宽,进而具有更快的动态响应速度.DCM Boost PFC变换器样机的实验结果验证了该算法的有效性.     

三相单管有源功率因数校正电路的研究与实现

对三相单管有源功率因数校正器的运行原理进行了分析,并在此基础上给出了工作在电流临界连续模式下的变换器控制方案.根据运行原理和控制方案建立主电路和控制电路的仿真模型,对仿真验结与实验结果进行了对比分析,实验结果证明了该控制方案的可行性.     

一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路工作特性研究

该文首先分析了单级功率因数校正(PFC)电路中普遍存在的储能电容电压过高的问题。在此基础上，该文提出了一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路，在对PFC变换器及：DC／DC变换器的临界条件进行了数学解析后，得出了电路工作状态的精确解并提出了控制储能电容电压的临界点工作方式。该电路在利用普通控制芯片实现较高功率因数的同时，有效地控制了储能电容的电压值，降低了开关应力，提高了电路的稳定性。同时文章还分析了单级：PFC电路中的电流畸变特性，得出PFC电路的功率因数表达式。最后实验验证了该文数学推导的正确性和控制策略的实用性。     

基于临界导电模式的BOOST PFC电路开关特性分析与研究

该文基于对临界导电模式BOOST-PFC电路开关管开关特性的分析,提出了一种解决开关管容性开通损耗的新型方案。利用PFC控制芯片的固有输出延迟时间和合理选择谐振参数,使开关管获得零电压或最低电压的开通条件,减少了开关管开通损耗,同时由于外接谐振电容,进一步改善了开关管的关断条件,提高了电路的工作效率。分析了BCM-BOOST-PFC电路的开关损耗以及在不同输入电压情况下开关管获得零电压或最低电压的开通条件,给出了电路参数的设计方法。实验结果验证了所提出的方案是可行的。     

兼顾电感电流连续导通和断续运行模式的DC/DC电路建模和参数辨识

电力电子电路作为开关型功率变换器，其离散事件与连续时间动态特性相互作用，使其呈现混杂系统的动态特征。给出电力电子电路基于混杂系统的统一模型，并在此模型的基础上提出一种能应用于故障诊断的参数辨识法。建立Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、反激式直流变换、正激式直流变换等6种 DC/DC电路的混杂系统模型，并且上述模型兼顾了电感电流运行在连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）。基于上述模型，以Buck电路为例，给出应用最小二乘算法对该模型的参数进行辨识的方法。通过 Buck电路的滤波电感、滤波电容和电容 ESR的辨识实验验证了这一方法的有效性。     

基于无光耦反激变换器的LED驱动电源设计

传统的采用反激变换器作为主电路的LED电源中,为了实现恒流控制及输入和输出的隔离,需要通过光电耦合器把副边信号反馈回原边进行电路控制。但是光耦的体积大,且工作时电流传输比容易受到温度的影响,为了减少电路器件,降低温度对电路的影响,本文采用基于原边控制的无光耦反激变换器作为电源主电路。由于没有光电耦合器,降低了成本,减小了电源的体积,提高了功率密度,降低了温度对电源的影响。此电源能实现LED的亮度控制,并且能通过恒压控制实现LED的开路保护。     

独立/并网双工模式光伏逆变系统的设计

针对目前光伏逆变系统工作模式的单一性,提出一种独立/并网双工模式逆变系统。主电路采用隔离型全桥DC/DC变换器构建前级,使用移相PWM零电压转换(ZVS)控制;采用全桥逆变器构建后级,使用单极性倍频SPWM。在主电路拓扑基础上,研究了各部分的控制方法,给出逆变时不同工作模式下的控制框图,并采用前馈控制方法对其进行改进。提出了一种基于芯片UTC4053的电路切换方法来实现并网和独立两种工作模式的转换。最后研制出一个1 kW的实验样机来验证方案的可行性。     

基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器

提出一种基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器,由于其通过输入分压与LLC谐振电路的两个开关管各形成一个临界模式的Boost电路,实现了开关管的集成,降低了系统成本。同时Boost电路工作在临界模式,实现了功率因数校正作用,开关管的集成并没有改变LLC半桥谐振电路的软开关特性,降低了变换器中开关元件的损耗,在一定程度上提高了变换器效率。通过一100 W实验样机的实验验证可知,系统满载时功率因数高达0.975,总谐波失真(THD)为21.5%并满足IEC 63000—3—2的标准,效率为90.8%。     

LED低压驱动电源——DC/DC降压变换器（上）

详细分析了DC/DC降压变换器驱动LED电路的工作原理,并推导了输出电压与输入电压的关系和电路参数选择依据的公式;给出一种DC/DC降压变换器芯片实例及其实用电路。     

基于反激变换器的高功率因数LED驱动电源设计

针对传统的发光二极管(LED)驱动电源功率因数不高的问题,在需要隔离的场合选择反激电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流的控制.通过对反激电路的分析,证明了工作在临界连续模式下的反激电路可以实现PFC.该电源是采用反激电路为主电路的单级PFC电路,能同时实现PFC和LED电流控制,相对2级功率因数校正...     

基于桥式逆变器中性线谐波电流治理装置研究

介绍了低压供电系统中一种新型低电压应力的中性线谐波治理装置,研究了该装置的主电路结构并对其工作原理进行了分析,同时对装置的谐波电流检测方法、控制策略等问题进行了研究,给出了该有源电力滤波器(APF)的主电路结构图,提出了基于自适应干扰对消原理的谐波电流自适应检测方法,补偿策略主要采用重复学习Boost控制方法.在实际工程中采用DSP FPGA为控制核心.试验结果表明,该装置具有电压应力低、结构和控制简单、运行可靠等优点.