单相有源功率因数校正技术的发展

分析和总结了现有的功率因数校正技术。对于中大功率PFC应用场合,通过软开关技术以及新型高性能的电路拓扑结构,分析了提高AC—DC变换器的转换效率的技术。指出了无桥PFC电路研究是今后高功率和高性能功率因数校正电路研究的方向。     

平面电感绕组损耗优化措施与仿真验证

高频平面电感绕组损耗包括受集肤效应及邻近效应影响的交流导通损耗和扩散磁通产生的涡流损耗。通过有限元仿真软件建立平面电感模型,直观快速地得到平面电感绕组损耗分布情况。采用绕组避让、分布气隙、外侧壁三种方法减小绕组损耗,其中绕组避让存在避让最优长度,对短气隙电感降损效果明显;分布气隙通过抑制扩散磁通的影响范围减小绕组损耗,但分布气隙数量与绕组损耗的减少量存在边际效应;平面电感中PCB各层通过侧壁沉铜连接,优良的侧壁设计可以避免增加额外的绕组损耗。     

新型宽输出电压PFC电路的设计分析

通常有源功率因数校正电路(PFC)具有恒定的输出电压,但HID灯在启动过程及整个寿命期,灯电压的变化很大。为了提高逆变电路输入输出的转换效率,减少逆变电路中电感的损耗,简化逆变电路的控制,需要PFC的输出电压跟踪灯电压的变化,因此设计新型宽输出电压范围的PFC电子镇流器是十分必要的。该镇流器结合Buck开关变换器和Boost开关变换器各自的特点,采用了分段变电路结构控制方法。为了减少开关损耗和功率二极管的反向恢复损耗,采用零电流开通的临界电流控制策略,实现了高输入功率因数。采用PFC级输出电压与灯特性匹配,且转换效率高的新型电子镇流器,具有电压应力低,使用开关器件少,电感导通损耗小,电感尺寸小的优点。实验结果验证了理论预期的正确性。     

基于相位差误差补偿的磁元件损耗测量法

准确评估磁元件损耗对高频功率变换器效率和热设计至关重要。交流功率法广泛用于低频领域的电气电子设备功率和元器件损耗的测量，该方法对电压和电流之间的相位差比较敏感，导致交流功率法在高频领域难以准确测量被测件的损耗。本文提出一种采用无感电阻进行相位差误差补偿的测量方法，克服了相位差的测量误差对高频磁元件损耗测量的影响。分析了测量方法的工作原理，通过求解无感电阻和磁元件损耗的测量公式以消除相位差导致的测量误差，得到新的磁元件损耗测量公式。进一步分析了新测量方法的影响因素，以降低其对测量结果的影响。最后，建立了一个测量平台，在1.2 MHz频率范围内正弦波激励工况下对两种磁元件进行损耗测量，并与阻抗测量法和量热法进行了对比。实验结果验证了提出的方法能够准确有效地测量高频磁元件的损耗。