采用组合控制方案的双管升/降压变换器

分析了现有单相级联型Boost-Buck功率因数校正变换器的控制原理,并指出了其存在的不足,在此基础上提出一种新型组合控制方案。该方案在Boost工作模式下采用平均电流控制,在Buck工作模式下采用电荷控制。新型控制方案可以确保变换器不论在升压还是降压工作模式期间,都可实现良好的输入电流控制效果,达到功率因数校正的目的。通过原理样机实验,对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行了验证。     

单相升/降压PFC变换器分阶段电流优化控制技术研究

分析了单相级联型Boost-Buck高功率因数整流器工作原理,指出了传统双环控制方案存在的不足,在此基础上提出一种分阶段电流控制方案,并给出了程序流程图。新方案中,升压模式下采用平均电流控制,降压模式下采用电荷控制,可确保变换器在一个基波周期内的不同阶段都实现良好的输入电流控制效果,达到电流优化控制的目的。最后,通过实验对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行了验证,并指出了后续研究工作的重点。     

一种新颖有源功率因数校正开关变流器电路的设计

分析研究了单相电流连续和电流不连续型Boost功率因数校正开关变流器拓扑.针对单相电流连续Boost型功率因数校正变流器开关压力和输出电压高的缺点,提出了带有源浮充平台的Boost型功率因数校正交流器方案.详细阐述了其工作原理和控制方法,在此基础上,结合单周控制技术和控制方法的原理,提出了一种新型功率因数校正AC/DC开关变流器电路,并给出了电路实验结果.     

一种新颖的Buck-Boost变换器

提出了一种新颖的两开关电路拓扑，它能工作在宽输入交流电压范围，并实现功率因数校正(PFC)。新拓扑与单开关Buck—Boost变换器和传统的两开关串级Buck—Boost变换器及其它Buck—Boost变换器相比有显的性能改善，如：器件应力及损耗较低，不需要解决浪涌电流问题，电感尺寸也较小。分析了拓扑工作原理，并给出了实验结果。     

变占空比控制二次型Boost功率因数校正变换器

与传统电流断续模式(DCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器相比,定占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,然而,其功率因数(PF)低于传统DCM Boost PFC变换器,并随输入电压的增大而下降。针对此问题,提出了变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器,研究了其PF和输出电压纹波的表达式,通过占空比的拟合,给出了相应的控制电路。在90~220V输入电压范围内,变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的PF均接近于1,且具有较小的输入电感电流纹波和较低的输出电压纹波,实现了高功率因数与低输出电压纹波特性。实验结果验证了理论分析的正确性。     

恒导通时间控制的降压型高效率PFC研究

在宽范围输入的AC/DC适配器应用场合,与传统Boost PFC相比,Buck型功率因数校正(PFC)电路能够在整个输入电压范围内保持一个较高的效率。提出了一种工作在临界导通模式的恒导通时间型Buck PFC电路,能实现主开关的零电压开通。分析了电路的工作原理,并给出了实现高效率、低谐波电流的设计方法。同时根据所述的设计原则构建了100 W的Buck功率因数校正器,其输入电流谐波满足IEC61000-3-2标准,使效率在整个输入电压范围内均在96.5%以上。     

通信电源中单相Buck功率因数校正器的研究

研究了断续电流模式(DCM)下单相Buck电路作为功率因数校正器的拓扑电路和工作原理,给出了实现功率因数校正的临界条件和临界电感的计算公式;分析了输入电流产生畸变的原因和影响畸变程度的主要因素;分别用功率匹配法和等效电流源法对该电路的输出电压纹波进行了分析,总结了输入电流畸变与输出电压纹波的定性关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明单相Buck功率因数校正器(即单相Buck PFC)可以满足通信电源对功率因数的要求。     

新型三电平Buck型功率因数校正器

针对Buck电路输入电流不连续而限制了Buck型功率因数校正技术的应用和发展问题,并考虑多电平拓扑结构的优势,提出了一种新型的三电平Buck型功率因数校正器拓扑结构.该拓扑结构基于输入、输出共地的Buck三电平变换器,在此变换器基础上并联增加了由功率开关、补偿电感和电容构成的补偿环节.新拓扑结构有效地解决了Buck电路输入电流不连续问题.实现了单位功率因数.且开关器件承受电压应力降低一半.控制策略基于单周控制技术,控制电路简单可靠,响应速度快,精确度高.对所提出的新型拓扑结构及其工作模态和控制实现进行了详细的分析,并给出了仿真和实验结果.结果表明校正后功率因数在0.99～1.0之间,验证了所提出的拓扑结构的正确性和有效性.     

一种单相降压型PFC电路及其非线性控制

以Buck为基础的单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强;但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型PFC电路,通过加入1个辅助开关和1个二极管,在传统Buck PFC变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于Buck-Boost模式,消除电流死区。对于Buck与Buck-Boost之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1台开关频率为50 k Hz、输出为100 V/1 A的实验样机,在175~265 V输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)。电路实现2个开关管共地,驱动电路设计简单;且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。     

单开关Buck-Flyback功率因数校正变换器

针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于输出电压时,变换器工作于Flyback模式,消除了传统Buck PFC变换器的输入电流死区,进而降低了输入电流谐波。分析工作在断续模式的单开关Buck-Flyback PFC变换器的输入电流特性,理论分析表明,该变换器可在全电压输入范围内获得高功率因数与低总谐波失真率,满足IEC 61000-3-2 C类法规对输入电流各次谐波的要求。最后,通过一台96 W实验样机验证理论分析的正确性。