单相有源功率因数校正电路的设计与仿真

有源功率因数校正(APFC)技术成为抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用Boost型DC-DC变换器作为功率级,UC3854芯片控制脉冲宽度调制器(PWM)的占空比,并直接驱动MOSFET,使输入电流跟踪输入电压,使输入电流与输入电压接近同相位,以提高功率因数。根据设计目标要求对1.2kW400V平均电流控制的单相Boost型APFC电路的主电路及UC3854外围电路参数进行了设计和计算,使功率因数达到了0.9984,并在Orcad环境下进行仿真研究,取得了理想效果。     

基于Matlab设计的软开关型APFC电路

将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合,组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC)电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流,并在软开关条件下实现功率因数校正。基于Boost型功率因数校正电路,利用改进型ZVT(Zero Voltage Transition)实现软开关。电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关断的,辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中,选用平均电流控制方式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出负载)的选取方式,仿真结果表明,功率因数可达0.9976。     

采用变PI调节器的数字APFC的分析与研究

随着变频家用电器产品功率等级的不断提高,单相有源功率因数校正(APFC)电路的大功率化已成为研究热点.由于数字APFC控制技术具有较强的适应性和灵活性,因此得到了广泛应用.APFC电路中的交越失真现象增加了电网的谐波污染,使得电网的谐波电流难以满足谐波限制的要求.因此,提出了一种采用分段变参数的PI调节器技术,并通过D...     

零电压过渡单周控制功率因数校正电路

基于单周控制技术,设计出单相有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)装置;采用电压、电流双闭环反馈控制,实现了变换电路的高功率因数;采用零电压过渡技术,实现了开关管的零电压开通和升压二极管的零电流关断,提高了效率,降低了器件的开关应力,使整个电路结构简单高效.给出了电路的详细设计方法,实验结果表明,该装置具有抗干扰性强,开关损耗小,可靠性好等特点.     

基于UC3854的Boost型APFC电路优化设计

设计了一种基于UC3854控制的单相Boost型有源功率因数校正(APFC)电路,并针对传统APFC主电路中存在的冲击电流和输出电压纹波大等问题,并为了减小二极管反向恢复产生的冲击电流,对单相Boost型APFC主电路中升压电感进行了优化设计。设计中采用带中心抽头的三点式电感线圈结构,并在输出端采用脉动补偿的方法,以减小输出电压纹波。实验结果表明,优化后的单相Boost型APFC电路完全能够达到整流、升压、稳压、高输入功率因数、低纹波的目标。     

基于单周期控制的有源功率因数校正器的研制

提高开关电源的功率因数,既能提高开关电源效率,又能减小对电网的谐波污染.本文中绍一种基于单周期控制(One-Cycle Control,简称OCC)的新型IR1150芯片构成的有源功率因数校正器.给出Boost型APFC系统的主电路结构.分析和讨论了OCC技术原理以及有源功率因数校正器工作过程和系统的硬件电路结构,并设计制作了400 W实验样机.实验结果表明,该校正器在宽输入电压范围(90～260 V)下能够正常工作,功率因数达到0.99.     

基于L6562A的APFC的建模与控制器设计

介绍了临界电流控制模式(TCM)下的有源功率因数校正(APFC)的工作原理,电路采用L6562A控制的Boost变换器拓扑,给出了APFC电路主要参数的计算方法及补偿网络的闭环设计过程。通过对APFC电路进行小信号建模,推导其控制传递函数及幅频特性、相频特性,并以此为依据,采用波特图法,利用MATHCAD设计出良好的反馈补偿网络,使得补偿后的系统稳定。根据理论分析所得参数,用SABER对补偿电路加入前、后系统进行仿真试验,仿真结果与理论计算结果吻合。在此基础上,设计了一台采用该芯片的输出功率为60 W的APFC样机。仿真及实验结果表明设计的闭环系统能够较好地提高输出电压或电流的精度和动态特性,使变换器具有良好的稳定性,高功率因数以及低THD。     

动态电压恢复器直流储能单元的数字电压控制

阐述了有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)技术的工作原理，为消除动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流，将APFC技术引入到DVR直流储能单元的电压控制中，提出了DVR直流储能单元的数字电压控制技术和电压、电流控制器的设计方法。仿真结果表明采用APFC技术能够主动消除DVR充电电流中的谐波和无功电流，提高储能单元的电压稳定性和动态响应性能。     

基于单周控制的单相三电平APFC电路的研究

针对传统的两电平APFC电路控制复杂以及开关管电压应力高、电磁干扰大等问题,探讨了一种基于单周控制的单相三电平APFC电路。在详细介绍单相三电平APFC基本原理的基础上,建立了采用开关函数描述的主电路状态空间方程。将精密全波整流电路应用于电流采样,解决了电流过零交越失真问题。采用单周控制芯片ICE1PCS01搭建了1台2 kW实验样机。实验结果表明,该样机具有简单可靠,功率因数高,电流过零不存在交越失真的优点。     

基于Cuk型单相合成三相APFC电路的研究

以单相Cuk型变换器合成三相功率因数校正(PFC)电路为研究对象,鉴于目前三相PFC技术不是很成熟,设计中将三相交流电分成单相A-B,B-C,C-A分别进行PFC后加以功率合成.将升压型平均电流控制的PFC思想用于Cuk型电路拓扑,设计了一个具体、实用的具有有源功率因数校正(APFC)功能的有源功率因数校正器,分析了其主电路的工作过程,并计算了主电路的参数值,同时解决了常规单相Cuk型APFC电路直接并联存在的相间耦合问题,最后通过仿真和实验结果验证了理论研究的可行性.     

应用于无线电能传输系统的三相单开关功率因数校正方法

为降低无线电能传输系统工作过程中对电网的谐波污染,提出了一种采用三相单开关Boost电路的有源功率因数校正控制方法。通过对串联谐振式无线电能传输系统的有源功率因数校正电路工作条件的分析,研究了线圈耦合系数对有源功率因数校正控制效果的影响。利用三相单开关Boost电路的输出特性和串联谐振电路的阻抗特性规律,对系统在变耦合系数情况下的工作点进行校正,实现较高功率因数输入和相对高效率的输出。实验结果表明,所提出的校正控制策略对变耦合系数无线电能传输系统有减小输入电流畸变、提高功率因数和效率的控制效果。     

有源功率因数校正的控制机理

有源功率因数校正电路是一个双闭环控制系统。本文从控制理论的角度阐述了有源功率因数校正电路的控制机理,给出了各环节的传递函数,以及系统的闭环结构图,分别阐述了电流内环和电压外环的作用,从无差跟踪的角度说明了有源功率因数校正电路使功率因数接近于1的机理。     

直接功率控制的单相功率因数校正器

传统的双闭环控制单相有源功率因数校正器(APFC)中,电压外环可以调节输出直流电压,电流内环可以调节输入电流波形。提出基于电压平方外环的APFC直接功率控制策略,电流内环仍然采用PI调节器,从而使得单相APFC具有对输出功率变化快速响应的优点,但是在负载突变情况下,也带来了输入电流突变而引起过流的现象,需要对电压平方外环和直接功率控制环进行阻尼作用,在快速响应与稳定运行之间获得平衡。上述结论得到了MATLAB/Simulink仿真分析结果的验证。     

单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器（APFC）,一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。     

三相并联有源滤波器的模型与控制

针对广泛使用的非线性负载（如整流器）易产生谐波和功率因数较低，设计了一种基于单位功率因数控制策略的用以抑制电网谐波、提高负载功率因数的三相并联有源滤波器。文章首先介绍了多功能三相单位功率因数变换器的基本思想，分析了主电路数学模型及双环（直流电压环和电流环）控制策略及模型。仿真和实验结果表明此方案是可行的。     

大功率单相数字有源功率因数校正的实现

基于DSP TMS320LF2808设计了一种传统有源功率因数校正的数字实现方案,并进行硬件电路设计和参数配置,包括高感值硅钢电感设计;系统地编制了DSP的控制程序,包括电流内环、电压外环的增量式数字PI调节器程序;设计了相应的数字除法器、乘法器和滤波器程序。最后,进行了数字APFC的试验,最大输出功率达到5．0kW,重载效率高达95％,表现出非常好的校正效果。     

四级交错单相APFC的EL模型无源控制

传统线性控制策略的有源功率因数校正器(APFC)电流响应慢,动态性能和均流效果较差。针对以上缺陷,根据四级交错APFC功率电路拓扑结构,建立了电流连续模式下变换器的Eul-er-Lagrange(EL)数学模型,证明了四级交错APFC的无源性,采用状态反馈和阻尼注入的方法设计了无源控制器,并给出了仿真和实验。结果表明,所提控制方案在负载变化范围较宽的应用场合中,电流的动态响应快速,输出直流电压保持不变,很好地实现了APFC的功率因数校正和直流恒压输出功能,均流效果良好,每级APFC的电流偏差低于平均电流的10%。该控制方案不需要比例积分环节,控制简单,对输入电压,负载及系统元件参数的扰动具有较强的鲁棒性。     

基于si8250的有源功率因数校正电路研究

基于数字电源控制芯片si8250设计了有源功率因数校正电路。使用数字控制方式为电源系统提供闭环控制、系统保护和功率管驱动功能,采用电流内环与由PI调节器和数字低通滤波器组成的电压外环相结合的控制系统,实现高性能高速度的功率因数校正,与模拟控制相比具有更高的灵活性和可靠性。