低输出电压纹波准单级反激PFC变换器

提出了一种低输出电压纹波准单级反激功率因数校正(PFC)变换器,它由1个双输出反激变换器和1个具有快速动态响应能力的Buck变换器组成,Buck变换器由双输出反激变换器的辅助输出供电,其输出与双输出反激变换器的主输出串联给负载供电。双输出反激变换器用于实现PFC功能;Buck变换器补偿双输出反激变换器主输出的2倍工频电压纹波,实现低输出电压纹波和快速动态响应。实验结果表明,在保持同样功率因数值的前提下,准单级反激PFC变换器极大地减小了单级反激PFC变换器的输出电压2倍工频纹波,其动态响应速度远快于单级反激PFC变换器,与两级级联PFC变换器的动态响应速度相近,并获得了高于两级级联PFC变换器的效率。     

反激PFC变换器输出电压纹波分析

详细分析了断续导电模式(DCM)反激功率因数校正(PFC)变换器和临界连续导电模式(CRM)反激PFC变换器实现功率因数校正的工作原理.通过推导DCM和CRM反激PFC变换器的输入电流的表达式,证明2种变换器都可以实现PFC功能.进一步推导DCM和CRM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值的表达式,揭示了工作模式对PFC变换器的输出电压纹波的影响,发现CRM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值比DCM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值小.最后通过仿真和实验验证了理论推导的正确性.     

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。     

二次型Boost PFC变换器低输出电压纹波分析

工作于电感电流断续导电模式(DCM)的传统Boost功率因数校正(PFC)变换器的输出电压含有二倍工频纹波。当二次型Boost PFC变换器的两个电感均工作于DCM(简称为DCM-DCM Boost PFC变换器)时,其输出电压含有的二倍工频纹波大大减小。详细分析了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的工作原理,推导了其输出电压纹波及功率因数值表达式,验证了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的高功率因数和低输出电压纹波特性。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

低输出电压纹波三态PCCM CUK PFC变换器

提出了一种具有低输出电压纹波的三态伪连续导电模式(PCCM)CUK功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略。在CUK变换器的中间储能电容(过渡电容)上串联一个开关管,使得中间储能电容电压在一个开关周期内存在3个工作状态,进而获得低输出电压纹波和快速的负载动态响应速度。分析了三态PCCM CUK PFC变换器的工作原理,仿真验证了理论分析结果,同时通过一个200 W的实验电路验证了结论的正确性。结果表明三态PCCM CUK PFC变换器具有输入功率因数高、输出电压纹波小和动态响应速度快的优点。     

具有快动态响应和低输出电压纹波的二次型BoostPFC变换器

为了提高功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器对负载变化的动态响应性能,同时消除输出电压二倍工频纹波,本文将二次型Boost变换器应用于PFC变换器中,并分析了其工作原理。根据主电路电感的工作模式,可以将二次型Boost PFC变换器的工作区域划分为四个区域:CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM,本论文重点研究了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波特性及其动态性能。研究结果表明,与传统DCM Boost PFC变换器相比,二次型DCM-DCM Boost PFC变换器可消除输出电压的二倍工频纹波,降低输入电感电流峰值,且提高了负载动态响应速度,极大地降低了输出电压超调量与跌落量。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

输出电压纹波控制两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器

研究了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)变换器的工作原理,为了简化两开关PCCM Buck-BoostPFC变换器的控制器设计,在分析单相PFC变换器输出电压纹波的基础上,提出了输出电压纹波反馈控制算法。该算法采样PFC变换器的输出电压,通过计算得到输出电压纹波值来实时调整电流控制环的补偿系数,无需增加额外的硬件电路,利用数字信号处理器的编程方式即可实现。仿真与实验结果表明,当负载功率发生大范围变化时所设计的系统具有快速动态响应能力。     

具有宽负载范围和低电压应力的三态反激PFC变换器

提出一种具有宽负载范围和低电压应力的三态反激功率因数校正(PFC)变换器拓扑。通过续流功率开关管和二极管,使该变换器工作于伪连续导电模式(PCCM),拓宽了传统不连续导电模式(DCM)反激PFC变换器的带载能力,并有效地降低了传统DCM反激PFC变换器中功率开关管所承受的电压应力。通过对电路工作模态及其稳态特性的分析可知,该变换器不仅具有较好的功率因数校正能力,还具有开关管电压应力低、负载范围宽等优点。最后,通过实验结果验证了该变换器的优越性。     

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。     

提高PFC变换器动态响应性能的滤波算法

传统单相Boost PFC变换器较低的电压控制环带宽严重影响了其动态响应速度,因此提出了一种提高单相Boost PFC变换器动态响应性能的滤波算法.通过滤除电压控制环输出信号的低频纹波,该滤波算法在保证变换器PFC性能的前提下,具有更大的电压控制环带宽,进而具有更快的动态响应速度.DCM Boost PFC变换器样机的实验结果验证了该算法的有效性.     

储能电感对二次型Boost PFC变换器的性能影响

相比于断续导电模式(DCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器,输入电感L1和储能电感L_2均工作于DCM的二次型Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,但其功率因数(PF)较低。首先分析了电感L1工作于DCM的二次型Boost PFC变换器PF值表达式,指出可通过适当增大变换器中间电容电压VC1以提高PF值。其次,研究了电感L_2取值对中间电容电压及其电压纹波的影响。研究结果表明,当L_2工作于DCM时,可以通过设置较大的电感L_2/L1比值,以实现变换器更高的功率因数和更低的输出电压纹波。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。     

全输入电压范围高功率因数脉冲序列控制DCM Boost PFC变换器

定占空比控制DCM Boost PFC变换器的开关管导通占空比固定,存在输入电流畸变,导致输入功率因数较低。为实现DCM Boost PFC变换器的单位功率因数,需要根据输入电压与输出电压调整占空比,由于运算复杂,低成本的数字控制难以实现。提出了一种DCM Boost PFC变换器的脉冲序列(pulse train,PT)控制方法,以离散化的方式拟合变占空比函数,运算量小,适用于采用低成本的数字控制芯片。实验结果表明,PT控制DCM Boost PFC变换器具有比定占空比控制DCM Boost PFC变换器更高的PF和更低的输出电压纹波。     

基于单周期控制的快速响应PFC变换器研究

提出了一种基于负载电流前馈与单周期控制技术相结合的快速负载动态响应功率因数校正(PFC)变换器控制策略。负载电流信号与传统输出电压反馈信号相乘并作为单周期控制载波信号,保证了PFC变换器具有快速的负载瞬态响应。此外,论文设计了两种自适应输出电流纹波补偿方法,有效抵消了负载电流前馈引入的输出二次纹波,减少了稳态下输入电流畸变。最后,基于单相Boost PFC电路,通过仿真与实验验证了所提控制方法的优越性。     

正弦平方补偿峰值电流控制CRM反激PFC变换器

提出了一种基于正弦平方项补偿的峰值电流控制临界连续模式(CRM)反激功率因数校正(PFC)变换器控制策略。所提出的控制策略消除了传统CRM反激PFC变换器输入电流的波形失真,使变换器获得单位功率因数(PF)和低总谐波畸变率(THD)。分析了改进峰值电流控制CRM反激PFC变换器的工作原理及工作特性,并通过30 W实验样机进行了验证。实验结果表明,相比于传统CRM反激PFC变换器,改进型峰值电流控制CRM反激PFC变换器在整个输入电压范围内具有更高的PF和更低的THD。     

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。     

变导通时间控制临界连续模式反激PFC变换器

提出了一种变导通时间(variable on-time,VOT)控制临界连续模式(critical conduction mode,CRM)反激功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的控制策略。引入输入电压和反激变压器辅助绕组电压参与CRM反激PFC变换器开关管的导通时间控制,解决了传统恒定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM反激PFC变换器功率因数(power factor , PF)低和总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)高的问题。分析传统COT控制CRM反激PFC变换器和VOT控制CRM反激PFC变换器的工作原理,实验验证结果表明,VOT控制CRM反激PFC变换器比传统COT控制CRM反激PFC变换器具有更高的PF值和更低的THD。     

基于反激变换器的无频闪LED驱动电源

为解决具有功率因数校正(PFC)功能的发光二极管(LED)AC/DC驱动电源存在的工频闪烁问题,提出了一种Flyback-Buck LED驱动电源。它由一个双输出绕组反激(Flyback)PFC变换器和一个Buck变换器构成,Flyback PFC变换器的辅助绕组作为Buck变换器的输入,Buck变换器的输出与Flyback PFC变换器的输出串联。通过Buck变换器有效补偿二次工频纹波,消除了LED频闪。Flyback-Buck大部分功率只经Flyback PFC单级变换,与两级变换拓扑相比,该拓扑具有较高的效率。最后,通过一台0.7 A/50W的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器

该文提出一种谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器.所提出的LED驱动器由前级Buck-Boost功率因数校正(PFC)变换器与后级谐振式多路均流输出DC-DC变换器通过一个有源开关整合而成,简化了拓扑结构和控制回路.该LED驱动器利用谐振电容的电荷平衡实现多路输出的均流控制,因此只需控制其中一条输出支路的电流,其他输出支路可实现自动均流.利用宽带宽电压模式控制环路,消除了Buck-Boost PFC变换器输出电压纹波对各输出支路的影响,即实现了多路低电流纹波输出.最后搭建了一台82W的三路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.     

双输出单级PFC变换器的高亮LED驱动研究

提出了一种工作于断续模式(DCM)双输出单级反激功率因数校正(PFC)变换器驱动高亮LED的方法.为了避免变换器两路输出的交叉影响,应用时分复用方法实现了每一条输出支路电流的独立调节,提高了驱动器的可靠性;由于此方法只用到一个磁性元件即可实现两路恒流输出,进而降低了驱动器的成本;变换器工作在DCM、定频、定占空比时,可...     

基于Cuk PFC变换器的LED驱动电源设计

针对传统仅使用功率因数校正(PFC)变换器设计的AC-DC LED驱动电源存在由2倍工频输出电流纹波造成的频闪问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无频闪LED驱动电源。通过简单的电压模控制,所提变换器可以同时实现功率因数校正和低2倍工频输出电流纹波,实现高功率因数和LED无频闪。最后,通过一台11.2 W的实验样机验证了理论分析的正确性。