Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证

当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标.然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用.该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法.在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例.     

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.     

单周期控制Boost PFC变换器

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,仅在一个周期内就可实现控制目标。简要分析了单周期控制的控制机理,并在Boost变换器中采用了这种新颖的控制方法用于功率因数校正。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、可靠和通用。     

用于3kV·A电源的AC-DC变换器

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,仅在一个周期内就可实现控制目标。本文简要分析了单周期控制的控制原理,并在Boost变换器中把这种新颖的控制方法用于功率因数校正。基于IR1150研制了一台3kV·A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、可靠和通用。     

单周期控制Boost电路的研究与分析

利用单周期控制策略提高功率因数,以Boost电路为基础介绍了单周期控制技术的基本工作原理,推导出了Boost电路有源功率因数校正的单周期控制方程,实现功率因数校正.采用MATLAB仿真建模,根据单周期控制Boost电路工作原理图,搭建电子镇流器电路MATLAB仿真主结构模型,验证单周期控制的优越性.     

一种改进的单相无桥功率因数校正器

在无桥Boost功率因数校正器的基础上,采用耦合电感和两个二极管与开关管并联的方式,实现开关管体二极管零电流关断.同时将所有电感元件集成到一个磁芯上,提高了利用率,并利用耦合电感的漏感使并联支路二极管反向恢复电流降低,减少了电路反向恢复损耗.阐述了功率因数校正的原理,给出了单周期控制无桥Boost变换器实现功率因数校正的控制日标和实现方式,并采用基于单周期控制的专用芯片IR1150,进行实验验证.     

具有快速动态响应的三态功率因数校正变换器

提出一种三态Boost功率因数校正电路及其相应的系统控制策略,采用DSP实现系统的全数字控制.通过在Boost变换器电感两端并联开关管,使Boost变换器工作在伪连续导电模式从而获得2个控制自由度并实现控制环路的解耦.详细分析三态Boost 功率因数校正变换器的工作原理和控制方法,不但解决了不连续导电模式Boost功率...     

Boost结构单周期控制的有源功率因数校正电路设计

以单相单周期控制Boost结构有源功率因数校正电路为研究对象,分析了有源功率因数校正技术的基本原理,并对其稳定性进行数学分析,同时推导出了单周期控制方程.基于IR1150控制芯片,用简单的电路实现该控制,因无需乘法器和检测输入电压电路,简化了电路.针对300 W实际样机,对整个功率因数校正电路的高频输入电容、Boost...     

单周期控制PFC变换器电流相位滞后及其补偿

研究了单周期控制功率因数校正变换器的输入等效电路,指出了单周期控制功率因数校正变换器存在相电流滞后于相电压的基波相移问题。结合输入等效电路提出了控制开关管端电压以减小基波相移的电流滞后相位补偿方案,推导了不同基波相移时开关管端电压应满足的幅值及相位条件;在此基础上,结合单周期控制功率因数校正变换器的数字控制方案,给出了补偿方案的实现方法及设计实例,并研究了采用补偿方案时系统的稳定性。论文建立的输入等效电路能更准确地反映单周期控制功率因数校正变换器的输入特性;实验验证了提出的电流相位滞后补偿方案能够减小基波相移量,提高基波位移因数。     

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。     

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。     

一种新颖有源功率因数校正开关变流器电路的设计

分析研究了单相电流连续和电流不连续型Boost功率因数校正开关变流器拓扑.针对单相电流连续Boost型功率因数校正变流器开关压力和输出电压高的缺点,提出了带有源浮充平台的Boost型功率因数校正交流器方案.详细阐述了其工作原理和控制方法,在此基础上,结合单周控制技术和控制方法的原理,提出了一种新型功率因数校正AC/DC开关变流器电路,并给出了电路实验结果.     

单周期控制的单相高功率因数整流器研究

提出了一种单周期控制(One Cycle Control,简称OCC)的单相Boost高功率因数整流器,无需检测输入电压,无需乘法器,既简化了系统,又降低了成本.在此论述了该整流器的工作原理和主要参数设计,最后给出的试验结果表明,单周期控制的Boost功率因数整流器性能可靠,功率因数可达0.99.     

高功率因数三相单管Boost PFC变换器

三相单管Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复、开关频率恒定、控制简单、成本低等优点,适用于中低功率场合。但在工频周期内占空比恒定,尤其在输入电压较高时,输入电流谐波含量较大、功率因数(power factor,PF)相对较低。分析三相单管Boost PFC变换器的PF值。在此基础上,提出变占空比控制的方法,从而降低输入电流谐波、提高PF值。为了简化电路实现,进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。完成一台3kW的原理样机,进行实验验证,实验结果验证了理论分析和参数设计的正确性。     

单级桥式有源功率因数校正变换器拓扑研究

单级桥式有源功率因数校正(PFC)变换器具有应用于中大功率领域的良好前景.在分析几种单级桥式有源PFC变换器的基础上,介绍了一种结构简单的单级桥式PFC变换器.该变换器能在实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离的同时,实现功率开关的零电流开关或零电压开关;由于采用了恒频PWM控制策略,使得对滤波环节和磁性器件的设计变得容易了.与普通单相Boost PFC电路相比,该变换器的控制电路只需增加一级移相环节就能很容易地实现控制.     

新型单周控制软开关Boost-PFC变换器研究

单周控制是一种新型非线性控制策略,能够在一个周期内自动消除稳态和瞬态误差,动态响应快,适宜于PWM控制。该策略应用于PFC控制,能够很好地实现功率校正;开关管在零电压、零电流条件下工作,实现了软开关,因此功率器件开关损耗小。将单周控制和软开关技术一起引入Boost PFC,设计了一种新型单周控制软开关Boost PFC电路拓扑,其电路简单,控制也简单。仿真和实验证明,单周控制结合软开关应用于该新型Boost PFC变换器,实现了控制目标,取得了很好的效果。     

基于OCC的单相三电平Boost型PFC

本文提出一种基于单周控制OCC(One-Cycle-Control)的单相三电平Boost型PFC，具有以下特点：恒频控制，控制简单、可靠，控制效果好；与两电平变换器相比，可以减小Boost电感，有利于变换器动态性能和效率的提高；开关器件应力降为输出电压的一半。结果验证了相关理论分析的正确性。