组合式三相单级PFC变换器研究

提出了一种组合式三相AC/DC单级功率因数校正(PFC)变换器,该变换器能同时实现PFC,输入输出侧电气隔离和输出电压的调节。介绍了变换器的基本结构,提出了一种正弦波调制的策略,使得输入电流具有很好的正弦度并与输入电压之间无相位差,实现PFC的功能。在此基础上,结合传统的输出电压电流双闭环控制,达到稳定输出电压的效果。实验证明了理论分析的正确性。     

三相双开关PFC电路的谐波注入方案

大量电力电子装置的使用,使得公共电网的谐波污染日益加重,因此功率因数校正技术也日益显示出重要性。而三相电源输入设备的功率越大对电网的污染也更大,针对三相双开关管功率因数校正电路拓扑,介绍了一种固定开关频率的谐波注入的控制方案,来达到很好的抑制谐波效果。     

单级三相谐波电流注入可升降压AC/DC变换器

为适应电动车充电电压宽范围变化需求,本文针对传统充电桩前级整流器拓扑开展研究,提出一种新式单级三相AC/DC变换器。该变换器集成了三相桥式不控整流电路与Cuk模块,为降低输入侧电流谐波分量,选用双向开关管构建谐波电流回馈通路,整体构造成单级式拓扑结构。文章阐述了变换器的电路结构及工作模态,通过建立变换器的等效模型推导出电压增益。变换器通过简单的控制逻辑即可实现正弦输入电流并拥有高功率因数。最后通过搭建变换器数字控制实验平台验证了所提变换器的可行性。     

三相单级全桥PFC变换器无源缓冲电路(英文)

介绍了一种新型三相单级全桥功率因数校正(PFC)变换器,该变换器能同时实现功率因数校正、输入输出侧电气隔离以及输出电压调节。详细分析了桥臂开关对臂导通期间,变压器一次侧振荡电压的产生机理及其抑制方法,并提出一种可抑制该振荡电压的无源缓冲电路。该电路由电容、电感和二极管组成,通过在变压器一次侧并联电容来达到抑制振荡电压的目的,利用电感与电容的谐振工作实现能量传递,将电容上的能量在一个开关周期内转移给负载。实验结果证明,该无源缓冲电路的采用有效地抑制了变压器一次侧以及各开关管的振荡电压。     

中大功率单级功率因数校正变换器中的偏磁分析及其数字化抑制技术

单级型功率因数校正变换器(power factor corrector,PFC)由于具有功率密度高和电气隔离等特点,在工业界某些应用场合得到应用,然而,用于该拓扑的变压器很容易饱和。基于隔离型全桥拓扑,分析单级型PFC变换器中变压器偏磁产生机理,并推导出每个工频周期内最大的理论偏磁值。对传统偏磁抑制方案进行分析,阐述数字控制本身对偏磁抑制的原理,提出一种能对偏磁有效抑制的数字补偿方案。新型数字控制方案能够避免传统方案所带来的诸如占空比减小和效率降低等问题,且不会增加电路复杂度。通过额定输出功率为5.1 kW的样机验证了所提出的偏磁抑制方案的有效性和优越性。样机满载功率因数达到0.994,效率超过92%。     

三相单级全桥PFC变换器输入电流死区分析与补偿

研究一种三相单级全桥结构功率因数校正(PFC)变换器,该变换器工作于电感电流断续模式(DCM),可同时实现PFC、输入/输出侧电气隔离以及输出电压调节.通过对该变换器理想和非理想条件下等效电路的分析,发现由于主电路中各开关管和二极管存在导通压降,当输入电压低于主电路压降时,导通相电流将出现死区,该死区随着输入电压幅值的降低而增大.结合电路的工作原理,提出了一种抑制电流死区的补偿电路.补偿电路由6个小功率开关管和电阻构成,通过相应的控制策略,当输入电压最小的一相电压低于主电路压降时.该相电流通过补偿电路构成回路,消除电流死区.仿真与实验结果证明了理论分析的正确性.     

基于谐波注入法的高功率因数三相整流器

三相整流器广泛应用于各种电力电子设备,其谐波治理问题日益被人们所重视。谐波注入法是利用谐波电流注入整流器输入端,整形输入电流波形以减小电网污染的有效方法。该文提出了一种新型基于三次谐波注入法的高功率因数三相整流器,该整流器利用二极管的电流单向特性限制注入谐波电流的大小,采用电容分流的方式调节注入谐波电流与负载的比例关系,以获得最佳谐波抑制效果。电路结构简单,且谐波注入电路损耗小。文章分析了该整流器的工作原理、特性及参数设计方法,并通过仿真和实验表明该整流器具有很好的谐波抑制效果,选取合适参数能使整流器获得接近于1的功率因数。     

基于死区调节的单级桥式PFC变换器变压器偏磁抑制策略

由于单级桥式功率因数校正(power factor correction,PFC)AC/DC变换技术电路的特点,导致高频变压器存在偏磁现象,影响了系统正常工作。传统方式通过增加变压器气隙或使用隔直电容来防止变压器出现偏磁,但是该类方案影响了系统性能,并增加了电路的复杂程度。结合有源钳位单级PFC变换器工作特点,提出一种基于死区调节的偏磁抑制策略,通过改变系统的开关时序,能够有效抑制偏磁,具有不增加主电路复杂程度、不影响系统性能、数字控制和模拟控制都能够实现等优点。在提出抑制策略的基础上,设计实现电路,给出死区设计方法及影响规律,最后进行实验研究。理论分析及实验结果表明,该策略能够在不影响系统性能的基础上,有效抑制单级桥式PFC变换器的高频变压器偏磁。     

三相桥式整流电路的谐波分析及对策研究

简要论述了谐波对电气设备的危害以及电力电子装置中谐波的产生原因,并且以目前应用较广的三相整流电路为例,推导了其谐波电流的数学模型,分析了谐波与功率因数的关系。然后分析了实际应用的三相整流电路中各个元件对谐波的抑制作用。最后利用Matlab中的Simulink仿真功能,记录了基于IGBT的三相桥式整流电路的电压、电流波形。通过改进前和改进后的三相整流电路输出波形的对比,初步验证了谐波抑制的原理,提出了三相整流电路的改进建议。     

新型单级隔离型软开关功率因数变换器

提出一种兼具软开关和箝位的新型单级隔离型功率因数校正(power factor correction, PFC)变换器拓扑。该变换器能满足电气隔离的应用要求,提升单级隔离型PFC的功率等级。与传统单级结构相比,新拓扑输入电流校正效果明显,功率因数接近1。比较理想地解决了限制单级PFC功率等级的变压器漏感和直流母线电容应力问题。箝位电容被充分利用简化了零电压过渡(zero voltage transition,ZVT)技术在隔离型变换器中的应用,既改善了半导体器件的开关环境、优化系统电磁兼容,又提高了变换效率。实验制作一台87 kHz,1 kW的样机。实验结果表明,这种变换器的效率基本能够达到93%(半载以上),功率密度提高,适合于中大功率应用场合。     

5kW全数字控制单级隔离型功率因数校正变换器的研究

针对工业界某些场合对高功率等级、严格的谐波标准和隔离等要求，提出一种新的结合主电路和全数字控制技术的解决方案。文章采用单级隔离型全桥拓扑结合BOOST型PFC的输入电感和RCD溃能式箝位作为主电路，融合全数字控制，对中大功率单级隔离PFC进行研究。文中分析了主电路工作原理，建立了小信号动态模型，并给出数字控制设计方法。变压器的加入，不仅提供隔离功能且大大拓展了此类PFC变换器的应用场合。文中采用的数字控制方案具有良好的动态响应特性和稳态调节特性，并成功解决了模拟控制引入的变压器偏磁现象。基于该文所提出的拓扑以及控制方案，制作了5kW输出功率且PFC工作频率为55kHz的样机，验证了该变换器的优良性能，满载功率因数达到0.994，效率超过92%。     

全桥隔离型单相单级功率因数校正变换器研究

隔离型单相单级全桥功率因数校正(SS-FB-PFC)变换器具有高功率密度、高功率因数、电气隔离等特点,适用于中大功率应用场合。介绍了该变换器的工作原理,建立了其动态模型,进行补偿器设计,提升了系统的稳态调节和动态响应能力。在此基础上分析SS-FB-PFC电路固有的隔离变压器偏磁产生机理,基于数字控制技术提出一种简单的SS-FB-PFC变换器解决方案,该方案易于实现,且能避免原有控制方式带来的变压器偏磁现象,与传统偏磁抑制方案相比不增加电路成本和复杂度。最后,通过实验验证了电路拓扑及控制方案的有效性。     

一种三相降压型谐波注入整流器控制策略研究

针对传统升压型功率因数校正(PFC)电路对后级开关管电压应力较大的问题,研究了一种降压型谐波注入三相整流器,对此拓扑结构提出了一种改进型双闭环与电压前馈相结合的控制方式.首先,分析了降压型谐波注入整流器的工作原理;其次,描述了改进型控制方式的优点;之后,设计了控制器并进行仿真实验;最后,搭建了2.4 kW的实验电路.综...     

基于直接电流控制的并联型PFC变换器研究

提出了并联型功率因数校正(PFC)的概念,揭示了基于直接电流控制的并联型有源电力滤波器(APF)和传统PFC技术的内在联系。并联型PFC兼具并联型APF和传统PFC的优点,即只需处理谐波和无功功率,装置容量小,效率高,且无需计算谐波及无功电流,就能实现单位PFC,且控制简单。在此详细分析了并联型PFC变换器的工作原理,建立了系统的小信号模型,并对系统参数进行优化,最后通过1 kW,20 kHz的原理样机验证了并联型PFC系统具有良好的谐波补偿效果和PFC性能。     

电力电子装置谐波抑制,无功补偿及有源功率因数校正技术综述

本文对电力电子装置谐波抑制、无功补偿及有源功率因数校正技术进行了综述,其中包括基本原理、应用特点及发展趋势等;并重点介绍了有源功率因数校正技术的国内外研究现状。     

三相并联有源电力滤波器谐波电流提取及限流控制策略研究

在三相电路瞬时无功功率理论的基础上,分析了运用i_pi_q运算方法提取谐波的数字实现方式,简化了运算过程,提高了运算的速度;讨论并比较了有源电力滤波器的补偿电流过流的两种控制方法。仿真和实验结果证明了该方法具有良好的实用性。