单相无桥功率因数校正器的分析与设计

与传统有桥单相有源功率因数校正器(APFC)相比,单相无桥APFC节省了一只功率二极管的导通损耗,由此提升了效率。在简要分析传统单相无桥APFC电路拓扑与工作原理的基础上,基于高频倍流整流原理,提出多种新型单相无桥APFC电路拓扑,其中包括已有的Ivo Barbi型单相无桥APFC,对其中一种无环流型单相无桥APFC采用单周期控制(OCC)原理、网侧LC滤波器进行仿真分析和实验验证,采用整半周轮流工作制,无须电网电压检测,克服了单相无桥APFC网压检测困难等不足之处。     

CRM模式APFC电路中磁芯的设计与计算

有源功率因数校正(APFC)有临界连续导通(CRM)和连续导通(CCM)两种模式,其中对于100W以下的小功率场合,CRM模式APFC最常用。笔者尝试从一些电磁学中的基本公式出发,结合对升压电感的实际工作情况,详细推导了在CRM模式中磁芯大小及气隙的计算公式。     

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。     

两级交错并联分时工作APFC的实现

设计了一种采用直接控制原理的两级交错并联分时工作单相数字有源功率因数校正器（APFC）。描述在直接控制原理和分时工作方式的基础上,采用Matlab/Simulink对整个APFC系统进行仿真分析和试验研究。仿真试验验证了其正确性和可行性,且在相同输出功率条件下效率提升了1%～2%;同时,电感与功率开关选型、参数配置得到了简化。     

直接功率与单周期控制的单相有源功率因数校正器

提出了基于电压平方外环的直接功率控制策略,并结合单周期控制探讨了单相有源功率因数校正器(APFC)对输出功率变化快速响应的状况。在负载突变情况下,APFC能提升整个系统的响应速度。上述结论通过Matlab/Simulink仿真分析结果得到验证。     

新型控制策略的数字有源功率因数校正的实现

单相有源功率因数校正(APFC)技术呈现出由模拟控制向数字控制的发展趋势,使高性能、大功率输出和进一步降低成本成为可能。根据单相APFC输入电压与输出电压的关系,推导出一种功率开关占空比的直接确定方法。该方法无需检测输入电压,在对采用该方法的单相APFC进行全面仿真后,采用TMS320F2801型DSP为核心的控制器完成了实验研究,最小输入电流甚至低于0.5 A,最大输入电流接近40 A,证明该方法具有概念清晰、校正效果好、无需输入电压检测、支持更小和更高功率范围等优点,非常适合数字化实现。     

CCM模式下单相Boost APFC电流的解析计算方法

针对单相Boost有源功率因数校正APFC(active power factor correction)变换器效率分析存在计算量大的问题，基于单相Boost APFC变换器在连续导通模式CCM(continuous conduction mode)下的基本工作原理，提出了一种高精度快速解析法。首先，提取出其对损耗和效率有影响的特征电流波形；然后，经过数学推导，采用解析法计算单相Boost APFC变换器特征电流的数学表达式；最后，开发了一台3 kW单相Boost APFC变换器样机。实验结果表明，提出的解析法能够快速有效地对单相Boost APFC变换器的电流进行准确分析，为其损耗计算和效率分析提供先导理论支撑。     

单周期控制交错APFC的分析与实现

单相有源功率因数校正器（APFC）在单相交流电源供电的大功率变频空调领域中应用前景良好。该文在描述单周期控制PFC原理的基础上,提出了两级交错PFC共用中间电压的单周期控制策略,在理论分析单周期控制在实现均流和均载的原理基础上,进行了全面仿真分析和实验研究。结果表明这种方法具有单周期控制的优点,而且均流、均载效果较好,能够支持较大功率输出。     

采用IGBT电流检测的三级交错模拟APFC研究

有源功率因数校正技术可改善开关电源的输入功率因数,抑制输入电流的谐波分量。在大功率应用场合,其功率电路采用多级交错结构,以降低网侧电流纹波,降低单级电路的开关损耗,减小单只电感容量,实现在板安装,从而提高效率,使器件选型和优化设计更加容易。在描述三级交错Boost APFC和双闭环控制原理的基础上,分析了利用IGBT电流替代电感电流进行电流内环控制的可行性,以及三级交错APFC中IGBT占空比与电流纹波的关系。最后基于FAN9673仿真并实现了额定输出功率为2.5 k W的三级交错APFC。结果表明,采用IGBT电流检测替代电感电流检测可实现高性能低成本的三级交错APFC,电流纹波抑制效果明显。     

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.     

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。     

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...     

单相三倍压交错功率因数校正器的仿真分析

为了适应较低输入电压和满足谐波电流标准,需要采用具有倍压功能的单相功率因数校正(PFC)方案.在描述三种已有二倍压单相交错PFC的基础上,提出了一种新型三倍压单相交错PFC.并采用双闭环控制原理对该方案进行了仿真分析.输入交流电压有效值85 V,输出直流电压385 V,负载功率为3.5 kW.结果验证了所提出的三倍压方案是可行的.     

新型降压PFC与CRM升压APFC的性能比较研究

分析了一种新型降压PFC电路,并对比传统临界导电模式(CRM)升压APFC电路,通过仿真实验得到两种电路的性能参数.实验证明该新型降压PFC电路在低压小功率范围内较CRM升压电路有更高的效率,它使输出电压降到80 V以下,能有效抑制输出电压纹波,极大地减小了器件应力.但THD,PF值等参数明显劣于CRM升压电路,有待进...     

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。     

并联交错数字APFC的研究

有源功率因数校正器( APFC)的应用场合日益增多,采用两级或多级并联交错APFC可以有效地降低电流纹波,减小电感尺寸,更好地应用于大功率场合.文中在首先描述两级交错并联APFC电路结构和工作原理的基础上,提出了两级均流的控制方法及其数字实现的基本方法.设计了基于dsPIC DSC的数字实现方案,采用Matlab/Si...     

一种新型小功率降压PFC电路的性能研究

提出一种新型降压PFC电路,阐述其工作原理,通过仿真实验获得了开环条件和闭环条件下该电路的性能参数,并和传统CRM升压APFC电路作对比研究。实验验证了该新型降压PFC电路在低压小功率范围内比CRM升压APFC电路效率更高,而且使输出电压降到80 V以下,能有效抑制输出电压纹波,极大地减小了器件应力。     

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。     

车载充电机系统的控制策略研究

设计了一款3.5 k W功率等级的车载充电机,其采用APFC+DC/DC拓扑设计,前级APFC采用交错并联boost功率因数校正电路,后级DC/DC采用全桥LLC谐振电路和传统的PID双闭环数字控制策略。为避免充电启动过程中充电电流的冲击和实现电压和电流的平滑切换,提出了软启动控制算法和平滑切换控制算法。     

一种交错并联数字化APFC电路的设计

分析了一种交错并联数字化APFC电路。当电路工作于电流连续模式时,输入电流自动跟踪正弦输入电压。利用状态空间平均法建立电路的主功率模型,并对该电路的控制器进行设计,最后给出了MATLAB仿真结果。