二倍频功率解耦的升降压型无桥PFC变换器EI北大核心CSCD

AC-DC变换器需加入有源功率因数校正(power factor correction,PFC)电路来减少网侧电流谐波。传统Boost型PFC电路因其升压特性而无法使输出电压宽范围变化。该文采用一种升降压型无桥PFC变换器,通过切换升压通路和降压通路实现电压宽范围输出。为进一步减少网侧电流谐波,采用变载波调制,通过改变升压载波和降压载波的分配比例使其随输出电压变化而变化,相比于定载波调制降低网侧电流总谐波失真值。针对单相PFC电路存在二倍频功率需在输出端并联大电解电容的问题,文章利用双向Buck-Boost电路进行功率解耦以吸收二倍频功率。最后,介绍升降压型无桥PFC变换器的工作原理和控制策略,实验结果验证了升降压型无桥PFC变换器及其控制方式的正确性和有效性。     

基于无桥Sepic PFC变换器的BLDC电机功率优化控制

介绍了一种用于无刷直流电机(BLDC Motor)供电的功率因数校正(PFC)电路,通过使用无桥Sepic PFC变换器,使得电能质量问题得到了改善.首先分析了无桥Sepic PFC电路的工作原理及换流状态,其次探讨了系统的控制方案,最后利用MATLAB/Simulink进行仿真和性能评估.通过对无桥Sepic PFC...     

单周控制无桥 Pseudo-Boost PFC 变换器

本文研究了一种新型无桥Pseudo-Boost功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器,变换器完全消除了传统Boost PFC变换器的整流桥,无桥Pseudo-Boost PFC变换器存在谐振支路,但却呈现出PWM变换器的性质;分析了无桥Pseudo-Boost PFC变换器的工作原理,在交流输入电压正半周或是负半周内,具有传统Boost PFC变换器的特性,其电压传输比与谐振支路参数无关。为了验证该新型变换器的有效性,采用了单周控制策略的数字控制实现方案,仿真和实验表明,该变换器直流输出电压稳定,交流输入电流与输入电压相位相同,功率因数可达到1,具有PFC变换器的功能。     

基于无桥PFC的单相三电平变换器设计

针对传统的Boost功率因数校正(PFC)电路存在效率低以及输入电流谐波含量大等缺点,提出了一类新型无桥三电平PFC电路。该电路设计了一个单开关管双向开关单元,去除二极管整流桥,减小电路损耗。此外,通过级联一个T型双向开关分支将输出电压电平数抬升至三电平,降低开关电压应力,提高输入电流的电能质量。结合多载波脉宽调制法和双闭环控制策略来产生开关脉冲信号,控制开关管的有序通断,实现桥臂电压三电平输出。以对称无桥三电平PFC电路为例,通过matlab/simulink搭建一个1 kW仿真平台进行试验,在稳态和动态下分析所提电路的有效性和可行性,并测得该电路输入电流THD为3.45%,效率最高为97.5%。     

无桥Dual-Sepic PFC变换器分析与设计

研究了一种新型无桥Dual-Sepic功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器,该变换器具有升降压功能,且完全消除了传统桥式PFC变换器中的二极管整流桥,减少了电流流通路径中功率器件的数量,提高了变换器的效率。工作于不连续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的无桥Dual-Sepic PFC变换器具有二极管零电流关断特性,减小了二极管反向恢复损耗和开关损耗,进一步提高了变换器的效率。此外,无桥Dual-Sepic PFC变换器输入电流连续,减小了电磁干扰。对DCM模式无桥Dual-Sepic PFC变换器进行了详细的分析和电路参数设计,仿真和实验结果证实了参数设计的正确性和方案的可行性。     

单开关管无桥SEPIC PFC变换器

针对传统功率因数校正(PFC)变换器因低频整流桥而效率不高的问题以及Boost PFC变换器拓扑的本质缺陷,提出了一种可升降压的新型无桥SEPIC PFC变换器拓扑。该变换器不但保留了SEPIC拓扑可磁集成、易于隔离等优点,而且相较于现有的无桥SEPIC PFC电路,仅需要一个开关管,因此具有更高的效率和更低的成本。以连续导电模式(CCM)为例详细分析了变换器的工作原理及其参数设计。PSIM的仿真结果和基于UC3854控制芯片的100 W样机实验结果,均验证了所提拓扑的正确性和有效性。     

串联型功率解耦型无电解电容PFC电路

为了去除电解电容,提高变换器寿命,提出一种串联型功率解耦无电解电容功率因数校正(powerfactor correction,PFC)拓扑,选择单相全桥逆变电路串联在Boost型PFC电路与负载之间作为解耦电路。根据电压补偿与功率解耦的原理,针对该解耦电路提出一种电压补偿开环控制策略,该方法对负载变化不敏感,提高了系统的稳定性和可靠性,且开关器件承受较低电压值,无需电流采样环节,减小了变换器的体积和成本。为了进一步提高电路输入电流质量,提出适用于解耦电路的闭环控制策略,仿真结果表明,闭环控制较电压补偿开环控制策略,可优化输入电流质量,减少谐波污染,但是在成本与复杂程度上高于开环控制策略。最后,对提出的串联型解耦电路拓扑与电压补偿型的开环及闭环控制策略进行实验验证,实验结果证明了理论的正确性。     

基于磁集成的双Boost无桥PFC变换器研究

传统双Boost无桥PFC(power factor correction)变换器去除了整流桥结构,变换器效率得到了提高,但由于需要两个电感,整个系统功率密度小,体积大。分析了四种磁集成技术,并采用了一种中柱低磁阻磁路电感集成方式,将双Boost无桥PFC变换器的两个电感集成来缩减系统体积,通过分析和计算,该电路拓扑避免了环流问题。采用了改进无差拍控制算法来消除采样和计算延迟所带来的控制偏差,提升了输入电流的控制精度。最后搭建了一台750W的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

断续模式无桥Boost PFC变换器的研究

相较于传统的Boost PFC变换器,无桥Boost PFC变换器省略了开关管前的整流桥,大大提高了变换器的效率。首先主要讨论电流断续模式下无桥Boost PFC的工作原理,推导理想状态下其PF的表达式和电感的计算,探讨实际工作中电路寄生参数对电感电流畸变的影响。然后针对DCM Boost PFC仅适用于中小功率场合这一缺点,引入了交错并联技术,提升了电路的功率量级。最后分别完成了单路500 W和两路交错1 kW的变换器样机实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种单级无桥隔离型PFC变换器

传统AC/DC功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器交流输入侧存在二极管整流桥,其导通损耗影响变换器效率的提升。针对这一问题,提出了一种单级无桥隔离型PFC变换器,其在正负输入电压下,均能得到正的直流输出,从而可以省去在PFC应用中的前端二极管整流桥。该变换器采用双向开关管和变压器次级绕组带中心抽头的全波整流结构,实现正负电压输入和电气隔离。详细分析了所提出的变换器工作在电感电流断续导电模式(discontinue conduction mode,DCM)下的工作模态及其特性。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于DSP双向开关型无桥PFC变换器的研究

对一种新颖前沿的单相双向开关型AC/DC无桥PFC拓扑进行研究,采用数字化前馈补偿,改善传统双环输入电流畸变问题,通过引入该种MCM数字前馈占空比补偿,使得系统在负载全功率范围内,输入电流波形不受电感连断续下模型差异的影响,都能得到一个较好的PFC效果。对于外环电压带宽低,采用输出负载电流前馈,改善其动态性能。最后搭建1k W的无桥PFC样机,并在该平台上验证了该套方案的可行性。     

功率解耦型无电解电容PFC电路并联补偿控制

提出了一种并联补偿控制策略,应用于功率解耦型无电解电容功率因数校正(PFC)电路,实现了去除电解电容、提高使用寿命和可靠性的目的。首先以升压型双向Buck/Boost变换器作为功率解耦电路,提出了基于固定占空比的并联补偿控制策略,并对其补偿特性进行了分析。而后在定占空比控制策略基础上提出了一种并联补偿控制策略,该控制策略相比较于传统的控制策略,结构简单、实现容易,而且响应速度快,系统调整时间短,负载电压纹波对负载功率变化不敏感,可实现无传感器的低成本功率解耦。为了进一步减小功率器件耐压,将降压型双向Buck/Boost变换器引入功率解耦方案,应用该文所提出的控制策略进行控制,同样实现了PFC电路去除电解电容的目的。最后对该文所提出的并联补偿控制策略进行仿真和实验研究,结果验证了该控制策略的有效性。     

无损软开关无桥Boost PFC变换器的研究

针对无桥Boost功率因数校正(PFC)变换器在高频工作时功率器件开关损耗大、电压电流应力高,提出了一种无源无损软开关Semi-bridgeless Boost PFC变换器,用于实现开关管和功率二极管的软开关,减小二极管反向恢复电流造成的电压尖峰,有效提高转换效率。详细分析了该软开关无桥Boost PFC变换器的工作原理,制作实验样机对电路的有效性进行了验证,实验结果表明所提软开关无桥变换器能有效减小开关损耗,降低元器件的电压电流应力和电磁干扰,效率高于硬开关无桥Boost PFC变换器。     

单周期控制的无桥Boost PFC变换器研究

在开关电源中,加入有源功率因数校正电路,可大大减小开关电源对电网的污染。与传统Boost PFC电路相比,基于单周期控制的无桥Boost PFC电路,可以减少电路功率损耗,提高整机效率。本文着重对IR1150S控制的无桥PFC电路进行分析,给出了详细的参数设计过程,并在此基础上用Matlab/SIMULINK软件进行了仿真,功率因数大于0.99,THD值小于5%,仿真结果达到了功率因素较正的目的。     

新型单周期控制的无桥Boost PFC变换器

研究了一种改进型单周期控制算法在无桥Boost PFC(Power Factor Correction)变换器中的应用。工作于连续导电模式下的单周控制PFC变换器具备控制电路简单、抗干扰能力强等优点,但二极管存在的反向恢复电流对过零点的输入电流影响较大,导致输入电流发生过零畸变,限制了功率因数的提高。为改善电流过零畸变,提高功率因数,采用一种工作于混合模式下的改进型单周控制技术,在连续导电模式时,实时检测输入电流,当输入电流过零时,将变换器切换至断续导电模式,削弱了二极管的反向恢复问题,并将此改进型单周控制技术应用于无桥PFC,仿真结果表明:基于新型单周期控制的APFC电路,动态响应更快,且无二极管反向恢复问题。     

高功率因数软开关降压无桥PFC变换器设计

为了提升传统Buck型功率因数校正(PFC)变换器的功率因数(PF)和效率,提出了一种新型软开关无桥单相PFC变换器.所提PFC变换器工作在不连续导通模式,从电源中提取正弦输入电流,并采用辅助开关消除了输入电流死角,从而有效提高了PF.同时,PFC变换器中所有开关和二极管均实现了软开关,降低了开关损耗,且规避了二极管反...     

一种新型高效率双Boost无桥PFC变换器

提出了一种新型高效率双Boost无桥功率因数校正(PFC)变换器,与传统PFC变换器相比,该变换器在电感充电回路中仅有一个开关管,有效减小电感充电时的损耗,提高了整机传输效率,同时在输出功率地与输入交流电源两端接入电容,很好地削弱了电磁干扰(EMI)。详细分析了该新型高效率双Boost无桥PFC变换器的工作模式,推导出电路的稳态电压增益,研究了电路在连续工作模态下的电感临界值,并对电路的EMI和电磁兼容(EMC)进行了详细分析,最后通过Matlab软件仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

一种单级无桥隔离型PFC变换器研究

研究了一种单级无桥隔离型AC/DC功率因数校正(PFC)变换器拓扑,其具有的双极性增益特性可以从根源上消除传统PFC变换器交流侧所需的二极管整流桥,具有结构简单、隔离、功率因数高等优点。分析了工作于电感电流断续导电模式(DCM)时的工作模态和工作特性。最后,搭建了一台实验样机,验证了理论分析和仿真结果的正确性,且实测功率因数大于0.98。     

混合谐振PWM无桥PFC变换器的研究与设计

有桥Boost PFC变换器拓扑因整流桥的存在而影响了转换效率的提升;图腾柱无桥拓扑在输入电压换向时需改变主控管致使线电流过零处存在较大的尖峰。为此,研究嵌入谐振模态的混合型无桥PFC拓扑,以消除图腾柱PFC在输入电流过零点的尖峰,实现正负半周的平滑切换。分析了变换器在连续导电模式(CCM)的工作原理并进行了参数设计,研制出一台300 W基于GaN器件的混合谐振PWM无桥PFC变换器的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

无桥Boost PFC变换器变占空比控制方法的研究

电流断续模式(DCM)无桥Boost型功率因数校正(PFC)变换器具有开关管零电流开通、二极管零电流关断、开关频率固定的优点。通过分析DCM无桥Boost型PFC变换器的工作模态并推导其输入电流与功率因数(PF)的表达式,发现PF值随输入电压的增大而减小。针对该问题,提出了变占空比控制DCM无桥Boost型PFC变换器,采用拟合占空比的方法,推导出瞬时占空比的表达式。该方案实现了网侧电流与网侧电压同频同相,且具有低输出电压纹波与高效率等优点。仿真和实验结果都证明了该方法具有良好的性能,可满足运行要求。