单周期控制的三相无桥PFC电路的研究

传统三相有源功率因数变换器具有多种电路拓扑形式和控制方法,但整流部分常采用全桥结构,导致输入电流谐波含量较大,电路整体效率不高,而且控制方法相对复杂。基于单相模块构建了一种新型的单周期控制的三相无桥功率因数校正（PFC）电路,通过自耦变压器将三相电路解耦为两相无桥Boost PFC电路并联而成,为削弱2个并联电路之间的耦合干扰,加入分离元件实现了对2个并联电路的独立控制。仿真与实验结果验证了该单周期控制的三相无桥PFC电路的正确性,实现了高功率因数,采用无桥方案也有助于提高电路的整体效率,单周期控制策略控制简单,简化了电路结构。     

基于PDC控制策略的APFC技术

分析了单相有源功率因数校正技术的原理及数字式控制现状,在此基础上提出了基于参考电流、电感电流、输入电压和参考电压的并联占空比控制的单相功率因数校正策略.改变了传统的电压电流双闭环控制策略.采用并联的电流闭环和电压闭环来控制输出电压和相位跟踪,传统占空比相应地被分为2个独立的电流占空比和电压占空比.在PSPICE环境下结合单相AC/DC拓扑进行了电路仿真,结果表明系统输入侧获得了单位功率因数,从而验证了控制策略的可行性.设计了单相AC/DC系统主电路和基于DSP的硬件控制电路,并采用C语言编程实现了单相AC/DC系统的功率因数校正功能.此外,考虑到电感电流的尖峰干扰等现象,采用了电感电流中点检测法使检测点远离开关噪声,保证了电感电流检测的准确性.仿真和实验结果基本一致,实现了系统输入侧的单位功率因数,并获得了期望的直流输出电压值.     

一种新型三相功率因数校正器的研究

以单相Cuk型变换器合成三相功率因数校正电路为研究对象,将三相交流电分成单相A—B、B-C、C—A进行功率因数校正,运用升压型平均电流控制的功率因数校正思想,解决了常规单相Cuk型有源功率因数校正电路直接并联存在的相间耦合问题。分析了主电路结构并进行参数计算,最后通过MATLAB仿真和实验结果验证了理论研究的可行性。     

利用单相控制方法实现三相功率因数校正

分析了常规单相Boost有源功率因数校正电路直接并联存在的相间耦合问题,选用一种采用两个Boost主电感和两个二极管的单相Boost有源功率因数校正主电路,这种单相电路直接并联可以改善相间耦合的问题.每个单相电路采用一片平均电流模式控制芯片UC3854B作为控制核心,电路简单,参数设计方便.仿真和实验结果验证了该方法的可行性.     

基于Cuk型单相合成三相APFC电路的研究

以单相Cuk型变换器合成三相功率因数校正(PFC)电路为研究对象,鉴于目前三相PFC技术不是很成熟,设计中将三相交流电分成单相A-B,B-C,C-A分别进行PFC后加以功率合成.将升压型平均电流控制的PFC思想用于Cuk型电路拓扑,设计了一个具体、实用的具有有源功率因数校正(APFC)功能的有源功率因数校正器,分析了其主电路的工作过程,并计算了主电路的参数值,同时解决了常规单相Cuk型APFC电路直接并联存在的相间耦合问题,最后通过仿真和实验结果验证了理论研究的可行性.     

一种新型高功率因数三相整流器的分析设计

分析了一种利用LC谐振来实现低输入电流谐波的三相不控整流器,它利用交流侧串联电感与整流桥上桥臂二极管的并联电容谐振来改善输入侧电流,电路结构较为简单.与传统的三相整流器相比,该整流器可显著降低输入电流的谐波含量,得到近似为1的高功率因数.详细分析了该整流器的工作原理和特性,并给出了参数设计方法及电路的优缺点.仿真和实验证明了结论的正确性.     

直流侧并联型有源电力滤波器的可控性及其统一控制策略

直流侧并联型有源电力滤波器并联在整流桥的直流侧,实现谐波治理的功能.本文提出了直流侧并联型有源电力滤波器正常工作的两个可控性条件,一是有源滤波器可以控制为一个受控电流源,二是有源滤波器的输入平均功率为零才能保证在逆变器直流侧选用无源储能元件.根据提出的两个条件分别分析验证了单相和三相直流侧有源电力滤波器的可控性.根据单相和三相直流侧有源电力滤波电路功能上的相似性,提出了基于单周控制的无需进行谐波电流检测的统一控制策略,稳态和动态实验结果证明了统一控制策略的正确性.     

单相Boost功率因数校正电路优化及仿真

对单相Boost功率因数校正器进行了设计和仿真研究.对电路的电压环及其脉动补偿电路、输入滤波器进行了仿真研究和参数优化.脉动补偿电路及优化的电压环使输出电压纹波显著减小,并改善了电路动态性能.优化的输入滤波器在保持电路稳定的同时获得了较高的功率因数并给出了纹波几乎为零的理想输入电流,建立了一个基于saber的优化的功率因数校正电路仿真模型.     

单相有源功率因数校正电路的设计与仿真

有源功率因数校正(APFC)技术成为抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用Boost型DC-DC变换器作为功率级,UC3854芯片控制脉冲宽度调制器(PWM)的占空比,并直接驱动MOSFET,使输入电流跟踪输入电压,使输入电流与输入电压接近同相位,以提高功率因数。根据设计目标要求对1.2kW400V平均电流控制的单相Boost型APFC电路的主电路及UC3854外围电路参数进行了设计和计算,使功率因数达到了0.9984,并在Orcad环境下进行仿真研究,取得了理想效果。     

一种三相三电平整流器在变频空调中的应用

考虑到满足功率等级以及谐波电流限制等因素,较大功率家用和轻型商业变频空调的前级功率电路逐渐开始采用三相可控整流器.在分析一种由两只三电平单相整流器构成的三相三电平整流器工作原理的基础上,将其应用到变频空调的整流器设计中,采用传统单相PFC的电压外环和电流内环的双环控制和错相控制进行了理论分析和仿真分析,所得结果验证了三相三电平整流器的具有设计容易、单位输入功率因数等优点,没有电感均流和输出均压问题.     

A High‐Efficiency Single‐Phase Utility Interactive Inverter with an Active Power Decoupling Function and its Control Method

The present paper introduces a single‐phase utility interactive inverter with a power decoupling function. In a conventional single‐phase inverter, power pulsation at twice the grid frequency appears in the input power. Hence, electrolytic capacitors having large capacitances have been connected to the DC input terminal to stabilize the input DC‐bus voltage. Because the lifetime of the electrolytic capacitor is relatively shorter than that of another component, the lifetime of the inverter is affected by the capacitor. In order to prevent such a problem, a novel single‐phase inverter circuit with an active power decoupling function is introduced. The pulsating power on the input DC‐bus line and the pulsated energy on the input DC capacitor is transferred to the energy in a small film capacitor. Hence, the extension of the inverter lifetime can be expected by substituting a small film capacitor for the large electrolytic capacitors. In addition, the loss in the power decoupling circuit is very small; hence, the reduction in the overall conversion efficiency of the inverter can be minimized. The effectiveness of the proposed method is verified using a 300 W experimental setup.     

基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器

本文介绍一种串联混合型单相电力有源滤波器。首先与无源滤波器及并联型有源滤波器对比，分析了其补偿原理和特点。随后，介绍了其主电路结构及各部分功能。在对三相电路瞬时无功功率理论的思想进行扩展的基础上，得到了单相电路谐波电流的瞬时检测方法。对实现这于检测方法的基于ＤＳＰ微处理器的数字控制电路的结构和工作过程也作了简要介绍。仿真和实验结果表明，该检测方法是有效的基于此检测方法的串联混合型单相电力有源滤波器     

基于Matlab的单相开关电源功率因数的仿真分析及优化

本文对单相LC无源功率因数校正电路进行分析,提出一种改进型功率因数校正电路,并对其结构和参数进行优化,在此基础上,利用Matlab软件对其进行仿真和计算,最后讨论了负载对功率因数的影响。     

双环控制策略的有源功率因数校正电源研究

基于电流和电压的双环控制策略,研制了一台输出功率300W的功率因数校正电源样机。功率因数校正级和DC-DC变换级分别采用平均电流控制和峰值电流控制方法。文中详细讨论了该样机的工作原理和设计过程,给出了电流内环和电压外环补偿网络的设计过程。试验结果表明,所设计的样机控制电路简单,运行可靠,性能基本达到设计指标。     

Development of Electrolytic Capacitor Less Photovoltaic Grid Connected Inverter with Boost‐Up Type Active Buffer Circuit

This paper proposes a configuration of a single‐phase voltage source inverter that features power decoupling capability. Generally, the converter connected to a single‐phase grid employs bulky dc link capacitors such as electrolytic capacitors in order to decouple the power ripple with twice the frequency of the power supply. The power ripple in the proposed circuit is compensated by an active buffer with small capacitors. In this paper, the fundamental operations of the proposed converter are confirmed by experimental results. From the experimental results, the output current total harmonic distortion (THD) is 3.51%, the ratio of the input current is 14.3%, and the output power factor is over 99%. In addition, the volume of the proposed circuit is reduced by 61% when the carrier frequency is 64 kHz compared to that with a carrier frequency of 16 kHz. Finally, from an evaluation of the power density using Pareto front curves, the proposed circuit achieves high power density in comparison with the conventional circuit.     

三相-两相矩阵变换器的双电压合成策略

基于三相-两相矩阵变换器的4端输出拓扑,提出了双电压合成调制策略.该方法利用输入线电压瞬时值进行调制,将输入电压中绝对值最大的相电压作为基准电压,根据输出电压的正负,将输出回路的一端与基准电压相连,另一端相连的3个开关进行PWM调制来获得期望的输出电压和正弦的输入电流.输入功率因数为1时,能获得的最大电压传输比是1.5.进行了Simulink仿真和基于dSPACE平台的实验,结果验证了该策略的正确性和有效性.     

三类组合直流变换器型高频环节逆变器的分析比较

组合直流变换器型高频环节逆变器是由两个相同的隔离双向直流变换器输入侧并联、输出侧反向串联构成,包括Buck、Boost、Buck-Boost型三类。主要对Buck、Boost、Buck-Boost组合直流变换器型高频环节逆变器的电路拓扑、控制策略、输入电流纹波、输出电压纹波、关键电路参数、原理实验波形等方面进行了比较研究,获得了重要结论。     

移动电站直流并联功率分配研究

在分析了交流电源直接并联存在的不足的基础上,提出了采用三相PWM整流—并联—PWM逆变的供电模式。三相PWM整流器输出的直流电压含有谐波导致直流电压不断脉动,交流电源通过三相PWM整流器进行直流并联时,必须考虑电压脉动的影响。针对此问题,通过在整流器输出侧添加电阻的方式,抑制了电压脉动对并联稳定的影响;分析了并联模块接入时机对并联过程的影响;提出了一种实现并联条件下,单个模块输出功率自由分配的控制方式。最后,通过仿真验证了该控制方式的可行性。     

单相双重并联交错Boost PFC的实现

基于控制器L4981A和脉宽调制器SG3525A产生移相驱动信号，实现了一种单相双重并联交错Boost PFC电路，升压电感分别采用分立电感和耦合电感。仿真与试验结果表明，该PFC电路具有良好的校正效果。小的输入电流纹波，低的功率开关电应力，而且采用耦合电感时既可减小磁芯材料的体积，又可降低整个PFC功率部分的成本。     

Experimental verification of a linear AC LED driver with a light flicker compensating circuit and high power factor operation by modulating the current regulator

This article proposes a linear PFC regulator with a light flicker compensating circuit for LED lighting applications. The proposed circuit is small in size because it includes no reactors or electrolytic capacitors. The light flicker compensating circuit, which is connected in parallel to the LED string, consists of four ceramic capacitors and diodes. These capacitors are operated in series in the charge state and in parallel in the discharge state by using a diode network circuit. Therefore, an external controller and large capacitors are not required. The proposed circuit is experimentally validated using a 9 W prototype. From the experimental results, it is found that the power fluctuation of the LED string is less than the JIS and JLMA limitations, and the power factor is 0.95. In addition, the power loss is analyzed at an efficiency of 89.4% for the prototype circuit. Also, by modulating the current regulator, sinusoidal input current can be achieved. The second proposed circuit is experimentally validated using a 7.5 W prototype, and the power factor and input current distortion are found to be 0.999 and 2.1%, respectively.