高功率因数三相单管Boost PFC变换器

三相单管Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复、开关频率恒定、控制简单、成本低等优点,适用于中低功率场合。但在工频周期内占空比恒定,尤其在输入电压较高时,输入电流谐波含量较大、功率因数(power factor,PF)相对较低。分析三相单管Boost PFC变换器的PF值。在此基础上,提出变占空比控制的方法,从而降低输入电流谐波、提高PF值。为了简化电路实现,进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。完成一台3kW的原理样机,进行实验验证,实验结果验证了理论分析和参数设计的正确性。     

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。     

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.     

电流断续模式Boost功率因数校正变换器的变占空比控制

DCM Boost PFC变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复和开关频率恒定等优点,但是当在半个输入周期内占空比恒定时,其输入功率因数较低。本文推导了DCM Boost PFC变换器的输入电流和PF值的表达式,并提出一种变占空比控制的方法,可以在全输入电压范围内将PF值提高到接近于1。为了简化电路实现,本文进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提出的变占空比控制方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于IR1150S与UC3854的Boost PFC变换器比较

研究了单周期控制技术在Boost PFC变换器中的应用,回顾了传统的平均电流控制技术,对基于UC3854和IR1150S的Boost PFC变换器的电路结构、工作原理、设计过程以及性能进行了详细的比较,并制作了两台实验样机进行实验验证。结果表明,基于IR1150S的Boost PFC变换器在保持了良好性能的同时,还有电路结构简洁,设计过程简单,成本低等优势。     

断续模式无桥Boost PFC变换器的研究

相较于传统的Boost PFC变换器,无桥Boost PFC变换器省略了开关管前的整流桥,大大提高了变换器的效率。首先主要讨论电流断续模式下无桥Boost PFC的工作原理,推导理想状态下其PF的表达式和电感的计算,探讨实际工作中电路寄生参数对电感电流畸变的影响。然后针对DCM Boost PFC仅适用于中小功率场合这一缺点,引入了交错并联技术,提升了电路的功率量级。最后分别完成了单路500 W和两路交错1 kW的变换器样机实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

单相Boost有源功率因数校正电路的研究

基于平均电流模式控制技术,设计并制作了一台1 kW单相Boost有源功率因数校正装置。功率因数校正系统设计采用双闭环控制方法,电流内环实现样机输入电流跟踪输入电压按正弦规律变化,电压外环维持输出电压不变。实验结果表明,实验样机可获得高功率因数,电流畸变小,并且样机动态响应速度快、抗干扰能力强。     

带有源浮充平台的Boost型单相PFC变换器的研究

在传统的Boost型单相PFC中加入有源浮充平台,在保持Boost型单相PFC优点的同时,使输出直流电压从典型的400V降到200V左右,使输出电压中的谐波含量大为降低,对于后级DC/DC变换器的设计十分有利,并通过仿真证明了理论分析的正确性。     

单级PFC变换器的功率因数校正效果的研究

讨论了Boost型单级功率因数校正变换器的优点，分析了输入电流的畸变，并得出了功率因数的表达式。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。     

新型混合单周Boost PFC变换器技术研究

研究了一种改进型单周期控制(OCC)算法在Boost功率因数校正(PFC)变换器中的应用。工作于连续导电模式(CCM)下的OCC PFC变换器具有控制电路简单、抗干扰能力强等优点,但二极管存在的反向恢复电流对过零点的输入电流影响较大,导致输入电流发生过零畸变,限制了功率因数的提高。为改善过零畸变,提高功率因数,采用一种工作于混合导电模式(HCM)下的改进型OCC技术,在CCM下,实时检测输入电流,当输入电流过零时,将变换器切换至断续导电模式(DCM),抑制了二极管的反向恢复问题,并将此改进型OCC技术应用于Boost PFC,搭建原理样机,通过实验验证了该新型控制策略的可靠性及理论分析的正确性。     

变电压DBPFC与Boost PFC效率分析与对比

双Boost功率因数校正器(DBPFC)比传统Boost PFC少了一个开关管的压降,因此变换器的效率得以提高.综合变输出电压控制方法和DBPFC的优点,给出采用ICE2PCS01变输出电压的具体实现方案,并对800W DBPFC和传统Boost PFC进行损耗分析和实际效率对比.实验结果表明将变输出电压控制策略应用在DBPFC上,可显著提高变换器的效率,尤其在低压输入时,变输出DBPFC在全负载范围内的效率可提高4%.     

Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证

当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标.然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用.该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法.在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例.     

平均电流控制的Boost PFC变换器最恶劣传导EMI频谱分析

平均电流控制的Boost PFC变换器可能工作于电感电流在半个工频周期内全连续、部分断续和全断续的模式,且不同工作模式下,变换器的传导EMI频谱存在差异。为了分析变换器的最恶劣传导EMI频谱并简化EMI滤波器的设计,首先给出变换器不同工作模式的输入电压和负载条件,并给出开关管漏源极电压的波形。通过分析开关管漏源极电压的各次谐波幅值特性指出,传导EMI开关频率基波的最恶劣情况出现在电感电流全连续的工作模式下,其它次谐波的最恶劣情况出现在负载较轻的条件下。     

Boost PFC变换器电流前馈控制研究

正功率因数(Power Factor Correction,PFC)变换器的负载发生扰动时,若仅仅通过电压控制器进行调节,直流输出电压会出现较大的波动,严重影响系统的动态特性。针对上述问题,在分析变换器实现单位功率因数运行的工作原理基础上,建立了系统的小信号模型,并构建系统的等效电流环模型以及对电压外环模型进行了简化。在小信号平均模型的基础上,设计负载电流前馈控制器,确定了前馈系数。结合仿真和试验验证了分析设计的正确性,明显提高了系统对负载扰动的抗干扰能力。     

DCM Boost PFC变换器变占空比控制的数字实现方法

分析了变占空比控制的基本原理,推导出该控制算法的占空比表达式,并提出了一种具有恒功率功能的变占空比控制的数字实现方法。基于数字信号处理器MC56F8257对80W DCM Boost PFC变换器进行了实验验证。实验结果表明,数字变占空比控制可以在较宽的输入电压范围内实现接近于1的功率因数,输入电流基本无畸变。     

预测平均电流控制PFC Boost变换电路的研究

随着变换器、开关电源等电力电子设备的广泛应用,电网的电流谐波问题日益严重,因此功率因数校正(PFC)技术已成为电力电子技术领域一个新的研究热点.在分析PFC Boost变换器常用控制方法的基础上,提出了一种新型的预测平均电流控制策略.该策略采用了预测电流控制思想和单周期控制的原理对PFC Boost变换电路进行控制,消除了传统控制方法中的乘法器,且无需检测输入电压,无需内环电流PI调节器,具有实现简单、抗干扰能力强、响应速度快、输入电流谐波成分低、适应输入电压和负载变化范围宽等优点.仿真和实验结果表明该预测平均电流控制策略为有源PFC提供了一种新颖的、简单可行的控制方法.     

具有高功率因数低THD特性的SEPIC PFC变换器研究

与传统的功率因数校正PFC电路相比,SEPIC PFC变换器具有输入电流始终连续且纹波小、输出电压调节范围大等特点,在工业中得到越来越多的重视。首先分析SEPIC PFC变换器工作原理,推导其工作于电感电流断续模式和电容电压断续模式时的输入电流表达式;然后提出具有高功率因数低谐波失真的SEPIC PFC变换器变频控制技术,通过描述其控制原理,介绍了控制电路参数的选择;最后通过实验对比分析随着输入电压有效值的变化,SEPIC PFC变换器的功率因数、谐波失真、效率等性能指标的变化趋势。     

应用于1-MHz Boost PFC变换器的自适应连续电流源驱动

针对高频功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器,提出自适应电流源驱动电路(current source driver,CSD)。由于PFC变换器的占空比在一个输入工频周期内不断变化,半桥结构CSD驱动拓扑很难应用于PFC电路中。为了解决这个问题,提出全桥结构CSD电路并运用到PFCBoost变换器中。该CSD电路不仅可以有效减少高频开关损耗,而且驱动电流会随着主功率MOSFET开关电流的自适应调整。详细给出电路工作原理、损耗分析和设计优化方法,并进行实验验证。