单级PFC变换器中的Hopf分岔

由单级PFC变换器的精确状态方程出发,通过数值仿真观察该变换器中的低频振荡现象。仿真结果表明,低频振荡现象的发生会增加输入电流的总谐波畸变,从而降低系统的功率因数。通过简化分析发现,低频振荡实际上是由系统后级的Forward变换器发生了Hopf分岔而引起,并据此给出系统的稳定性边界。最后进行了实验研究,验证了仿真和分析结果。本研究有助于更好地理解单级PFC变换器中的非线性动力学行为,对该类系统的设计具有一定的指导意义。     

判定PFC变换器稳定性的新方法

目前，在PFC变换器稳定性研究中发现，采用线性模型判定的稳定域内存在不稳定现象．从而引入非线性分析方法。该方法对实际运行中的PFC变换器能进行更加有效的分析。本文提出一种判定PFC变换器稳定性的简单方法，可通过所选参数的瞬时值直接判定系统是否稳定。     

基于充电车棚多PFC系统建模及稳定性分析

电动车棚充电系统中的多功率因数矫正（power factor correction,PFC）变换器可能引起系统出现高幅度周期性阻尼震荡,严重时危及系统稳定运行。对此,结合阻抗建模对PFC变换器进行综合分析,探讨变换器台数对系统稳定性的影响。以多PFC连接系统为研究对象建立多PFC变换器阻抗模型,采用奈奎斯特稳定性判据,从接入系统变换器数量和系统源阻抗大小两方面研究多PFC连接系统稳定性变化规律。运用Simulink仿真平台搭建多PFC变换器并联接入电动车棚充电系统仿真模型,验证理论分析的有效性。仿真结果表明,随着变换器数量增加,系统总电流畸变程度增加,伴随源阻抗变化,畸变程度进一步加剧增至原有的70%。面对多PFC连接系统,系统谐波震荡水平与PFC变换器数量呈正相关,伴随源阻抗的改变,谐波震荡水平将进一步加剧。     

一种PFC变换器输入电压前馈控制方法

功率因数校正(PFC)变换器输入电压有效值前馈控制算法计算量大,且存在输入电流畸变现象。本文详细分析了PFC变换器输入电流在输入电压过零点附近产生畸变的原因,指出PFC变换器输入电流超前于输入电压是导致输入电流畸变的主要原因。通过一种输入电压前馈控制算法,简化了控制算法并提高了DSP的工作效率,改善了PFC变换器输入电流畸变现象。仿真结果证明了本文所提出的方法的有效性,特别是提高了PFC变换器对输入电压的响应速度。     

准单级功率变换的高效单相三端口功率因数校正变换器

由于Boost型功率因数校正(PFC)变换器输出电压必须高于交流电压峰值,因此当负载电压较低时,其需要级联直流/直流(DC/DC)变换器,不利于系统效率提高。以优化PFC变换器随电网电压变化的瞬时效率、进而提升整体效率为目标,研究了一种单相三端口PFC变换器。通过将传统三电平Boost变换器的低压侧分压电容直接用作负载输出端口,并构造出一个高压端口,可以实现交流输入侧和直流负载侧之间的准单级功率变换,有效减小了系统中功率变换的级数,从而实现PFC变换器整体效率的提升。此外,准单级功率变换的特性还有利于减小后级DC/DC变换器的电压电流应力和功率损耗,进一步提高交流/直流(AC/DC)变换器的整体效率。文中详细分析了三端口PFC变换器的工作原理和控制策略,建立了损耗分析模型并进行了仿真验证。最后,利用2kW实验样机验证了所研究变换器在改善系统效率方面的有效性。     

一种改进型单级功率因数校正电路的设计

分析了改进型单级功率因数校正（PFC）电路的电压应力、电流应力,并采用Psim仿真软件对电路进行仿真,给出了样机试验数据表及仿真曲线图。结果表明,断续导电模式下的PFC与DC／DC的单级PFC电路比较适用于小功率AC／DC变换器,且可以得到很好的性能,具有良好的经济效益。     

单级Boost桥式PFC变换器的Buck启动策略研究

单级桥式功率因数校正(power factor correction,PFC)AC/DC变换器结构特点,导致启动过程中输入电感中电流较大,容易发生过流,影响系统的可靠性.结合有源钳位单级PFC变换器结构特点,提出一种基于Buck模式的启动策略,通过改变启动过程中开关管的开关时序,有效抑制输入电感过流.该策略具有不增加主电路复杂程度、不改变电路正常工作状态、不影响系统性能等优点.介绍启动过程,建立简化模型,并在此基础上分析启动过程中输入电感电流的变化情况,设计启动占空比,最后进行实验研究.实验结果验证了理论分析的正确性,表明该策略能够有效抑制单级桥式PFC变换器启动过程中输入电感过流.     

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。     

单级桥式有源功率因数校正变换器拓扑研究

单级桥式有源功率因数校正(PFC)变换器具有应用于中大功率领域的良好前景.在分析几种单级桥式有源PFC变换器的基础上,介绍了一种结构简单的单级桥式PFC变换器.该变换器能在实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离的同时,实现功率开关的零电流开关或零电压开关;由于采用了恒频PWM控制策略,使得对滤波环节和磁性器件的设计变得容易了.与普通单相Boost PFC电路相比,该变换器的控制电路只需增加一级移相环节就能很容易地实现控制.     

一种高效率次级谐振单级反激PFC变换器

针对传统单级反激功率因数校正PFC(power factor correction)变换器存在工作效率低、变换器开关管和输出二极管电压应力大等缺点,研究了一种次级谐振单级反激PFC变换器,不仅能够合理利用次级漏感能量,提高变换器效率,而且有效解决了传统单级反激变换器开关管、输出二极管电压应力较大的问题;同时还分析了次级谐振单级反激PFC变换器工作于电感电流断续模式DCM(discontinuous current mode)时的工作模态及其稳态工作特性,并将该变换器应用于LED驱动电路。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。     

工作在临界状态下的单级功率因数校正电路研究

对单级功率因数电路中的PFC电路有DC／DC电路工作在连续不连续的边界条件进行了讨论，得出了电路工作状态的精确解，进而提出了一种全新普通控制芯片实现较高功率因数的Boost-Forward单级功率因数校正电路。仿真有实验有力地证实了该电路有效地降低了储能电容的电压值，降低了开关应力，并提出了电路的效率。     

带有谐振PFC的单级AC/DC变换器研究

通常可将带功率因数校正(PFC)的开关变换器分成两级结构和单级结构两种.研究了一种带谐振PFC的单级AC/DC变换器.为了改善交流输入电流的功率因数,提出了一种新的电路结构,即在传统的双开关正激型变换器上增加4个工作在谐振模式的外加元件.探讨了这种电路的工作原理和运行特性,研制了一台输出功率为300 W的实验样机.实验结果证明,该电路具有功率大、直流母线电压较低、功率因数高等优越性能.     

扩展状态平均法在单级PFC变换器的应用研究

将扩展状态平均法理论应用到单级功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)变换器的研究中.建立了带抽头电感的PFC变换器的等效电路模型,并推导出反映电路主要特性的状态方程式.用解析建模法建立了Matlab仿真模型,并对电路参数进行了优化,通过实验验证了解析方法的正确性.     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。     

两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器

提出两开关伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)Buck-Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制策略。利用两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器电感惯性模态所提供的一个额外控制自由度,可实现单位功率因数控制,并明显改善传统单开关Buck-Boost PFC变换器、两开关连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck-Boost PFC变换器和两开关不连续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)Buck-Boost PFC变换器的性能。与两开关DCMBuck-Boost PFC变换器相比,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器减小了电感电流纹波。仿真与实验结果表明,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器的负载动态响应速度明显快于传统的两开关CCM和DCM Buck-Boost PFC变换器。     

一种新型的单级三相Buck-Boost功率因数校正整流电路研究

研究了一种新型的三相单级Buck—BoostPFC变换器,用一个PWM信号同时控制4个开关管的通断状态,实现升／降压调压;基于交流侧的LC滤波实现了功率因数校正,并解决了传统的Buck—Boost变换器体积过大和输出电压反向的问题。介绍了变换器的工作原理并分析了稳态时的工作状况、输入电流谐波状况;设计了电压闭环控制系统;利用MATLAB／Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了变换器的性能。     

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.     

三种服务器电源系统的比较分析

全球输入电压范围的服务器电源系统由功率因数校正级(PFC)和DC-DC级组成。为了提高PFC级在低压输入时的效率,可以适当降低其输出电压。此时在整个输入电压范围内母线电压的变化较大,后级变换器的拓扑选择和设计就显得尤为重要。复合式全桥三电平变换器(HFB TL)的特点是功率器件电压应力低,环流能量少和输出滤波电感小,适用于宽输入电压范围。该文从器件应力,磁性元件尺寸和损耗分布三方面比较了传统的移相控制全桥变换器(PS FB)和HFB TL变换器。并与PFC级变换器组合,构成三种服务器电源的整机方案。最后研制三台原理样机,对三种整机方案均进行了实验比较。     

一种带隔离的单相三电平功率因数校正电路

在原有Boost单相三电平功率因数校正电路的基础上,提出了一种带隔离的三电平两级功率因数校正电路的拓扑及其控制方法。直流侧工作在DCM/CCM的临界模式,使用UC3852芯片控制PFC功率开关管,使其在零电流条件下开关。最后,设计了一个250W,50kHz单相三电平两级功率因数校正电路,并给出了仿真和实验结果。     

MATLAB下利用BUCK-BOOST变换器实现通信电源功率因数校正的仿真分析

详细分析了用BUCK-BOOST实现电路功率因数校正的原理和变换过程，并给出了BUCK-BOOST电路的Matlab仿真分析的模型。通过对变换器工作在DCM模式下的电路仿真，验证了此方法的良好效果。