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.     

功率因数校正Boost变换器中慢时标分岔的影响因素分析与分岔控制

由于开关非线性,功率因数校正(power factor correction,PFC)Boost变换器中会出现工频周期尺度上的分岔,即慢时标分岔。首先分析所有影响慢时标分岔的因素,并揭示其影响规律;然后引入负载电流前馈方法,使PFC变换器在远离饱和区工作,实现对慢时标分岔的控制;最后,实验验证了理论分析和仿真的结果。研究结果有助于更好地理解PFC变换器中的慢时标分岔,对PFC变换器的设计也有一定的参考价值。     

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.     

平均电流控制的Boost PFC变换器最恶劣传导EMI频谱分析

平均电流控制的Boost PFC变换器可能工作于电感电流在半个工频周期内全连续、部分断续和全断续的模式,且不同工作模式下,变换器的传导EMI频谱存在差异。为了分析变换器的最恶劣传导EMI频谱并简化EMI滤波器的设计,首先给出变换器不同工作模式的输入电压和负载条件,并给出开关管漏源极电压的波形。通过分析开关管漏源极电压的各次谐波幅值特性指出,传导EMI开关频率基波的最恶劣情况出现在电感电流全连续的工作模式下,其它次谐波的最恶劣情况出现在负载较轻的条件下。     

窗口控制电流连续模式Boost PFC研究

电流连续模式(CCM)Boost功率因数校正(PFC)电路具有输入功率因数高,结构简单等特点,但BoostPFC也存在轻载或低输入电压时效率下降的问题,针对这一问题,探讨了一种新颖的窗口控制CCM BoostPFC,通过在选定的窗口区域降低开关频率从而降低MOSFET开关损耗,提高电路效率.分析了窗口控制的原理及设计原...     

功率因数校正Boost变换器中快时标分岔的实验研究

由于开关的动作,功率因数校正(power-factor-correc- tion,PFC) Boost变换器本质上是分段光滑的非线性系统,从而导致快时标分岔的产生。通过实验,该文首次发现了一类在输入电压最大值附近发生的快时标分岔;详细讨论了快时标分岔对PFC变换器性能的影响;由于电流环输出的特点决定了变换器是否会出现快时标分岔以及分岔区域的大小,该文分析了影响电流环输出的主要因素,包括电流环参数、电感值和输入电压有效值。研究结果将有助于深入地理解PFC变换器的快时标分岔,也为PFC变换器的设计提供了有益的参考。     

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。     

一种空调用新型PFC的设计

本文叙述了功率因数校正的基本原理和常用的方法，分析了各种方法的优缺点，并在传统APFC基础上进一步提出了一种应用于变频空调的新型功率因数校正控制方法。该控制方法的主要特点是在输入交流电压瞬时值高于输出直流电压值时可完全关断开关器件，停止斩波，只有在输入交流电压瞬时值低于输出直流电压瞬时值时才进行斩波；这就使得系统在获得比较满意的功率因数的同时，降低了对开关器件的要求，减少了系统损耗。     

平均电流型Boost PFC变换器中过零畸变

有源功率因数校正变换器中,通常会使用滤波电容来吸收开关纹波和噪声。在中频(360～800Hz)应用场合,流入滤波电容的电流会变得很大。滤波电容的电流超前输入电压90°,这样功率因数就会变得很差。同时电流环在中频情况下会产生超前相位。电流环和直流滤波电容造成的超前相位致使输入电流在输入电压过零附近产生严重的畸变。通过分析输入滤波电容和电流环的影响,指出直流滤波电容是引起输入电流发生过零畸变的重要原因之一。在此基础上,采用了相位补偿的方法来补偿直流滤波电容和电流环造成的超前相位,降低了输入电流的总谐波含量,使功率因数接近为1。     

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。     

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情况时．仅在一个周期内就可实现控制目标。本文将单周期控制引入Boost变换器，实现了功率因数校正。在阐述单周期控制原理的基础上．总结了单周期控制实现的控制目标。详细给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的控制目标和实现方式。实验结果表明，单周期控制适用于Boost变换器实现功率因数校正。     

移相控制全桥零电压开关变换器中的非线性现象研究

本文详细分析了移相控制全桥零电压开关变换器的电路结构及运行模式,并指出移相控制全桥零电压开关变换器与Buck变换器的拓扑等价性。既然传统的电压模式控制Buck变换器中存在分叉与混沌等非线性现象,那么移相控制全桥零电压开关变换器中也必然存在相应的各种非线性现象。仿真结果证实了这一推断。     

Boost变换器的非线性行为分析与控制的实验研究

建立了闭环控制峰值电流模式的Boost变换器在CCM模式下的离散数学模型,基于此模型进一步分析了Boost变换器系统的稳定性和混沌特性,通过仿真和具体实验验证了该离散模型的正确性,描述了该变换器分叉和混沌现象的动态演化过程,同时应用无源反馈的控制方法实现了变换器的混沌控制     

基于Boost PFC的控制策略研究

Boost PFC技术具有功率因数(PF)高和总谐波含量(THD)小等优点,在用电设备中得到广泛应用,其控制方法很多。针对分别采用基于单周期控制的模拟控制和基于乘法器(Multiplier)的数字正弦给定的平均电流DSP控制两种方法进行了研究,实验结果表明两种控制策略均可以取得较好的功率因数校正效果。     

Boost PFC变换电路功率损耗分析研究

本文分析了开关器件、电感在硬开关Boost PFC电路中的损耗,并计算了Boost PFC变换器电路的开关损耗,给出功率损耗计算方法。通过对用有源功率因数校正集成电路UC3854实现的用于Sever Computer的600W开关电源的分析计算,用实验验证了Boost PFC电路功率损耗计算方法的正确性。     

改进的单周期控制的三相功率因数校正电路

传统的单周期控制的三相功率因数校正电路在轻载时不稳定,这增大了电流谐波含量对系统很不利.本文对这一缺点进行改进,引入一个虚拟电阻,输入电压通过该虚拟电阻产生虚拟电流,实际的检测电流与这个虚拟电流之和与锯齿波比较,产生开关控制门信号.最后应用MATLAB/SIMULINK分别对重载和轻载以及在这两者之间突变时进行仿真,仿真结果表明在改进的控制下,系统轻载时可以实现单位功率因数并且能稳定运行.     

电流断续模式Boost功率因数校正变换器的变占空比控制

DCM Boost PFC变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复和开关频率恒定等优点,但是当在半个输入周期内占空比恒定时,其输入功率因数较低。本文推导了DCM Boost PFC变换器的输入电流和PF值的表达式,并提出一种变占空比控制的方法,可以在全输入电压范围内将PF值提高到接近于1。为了简化电路实现,本文进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提出的变占空比控制方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于单周期控制PFC电流过零畸变分析

单相Boost PFC整流器在输入电压频率较高时,输入电流过零将产生畸变.本文分析了单周期控制Boost PFC电路电流环输入导纳模型,指出电流环等效功率级为一阶系统,且其输入导纳在低频段呈纯阻性,在1kHz左右才开始呈现容性,使得输入电流超前于输入电压.因而其在航空400Hz及360～800Hz交流系统中不存在明显过...