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.     

一种基于有源箝位SEPIC拓扑的航空电子变换器

提出了一种适合航空电源应用的单级单开关有源功率因数校正变换器 ,应用有源箝位技术改进了传统的SEPIC拓扑。详细分析了新拓扑的特点和工作原理 ,给出了实现零电压开关的条件。实验结果验证了理论分析结果 ,并采用单层变压器设计 ,使变换器的效率达到 90 %。     

有源钳位单级隔离型AC-DC功率因数变换器

该文提出一种基于有源钳位技术的单级隔离型AC-DC功率因数校正变换器拓扑,该变换器具有升压和功率因数校正功能,且仅通过单级功率变换实现输入和输出电压的隔离.首先,详细分析该拓扑的工作原理;然后,通过合理设计谐振电感和电容参数,并结合有源钳位技术,降低开关管的电压应力,并实现主开关管和辅开关管的零电压开通和二次侧整流二极管零电流关断;最后,详细推导该变换器关键元器件的设计过程,并搭建开关频率为85kHz的基于SiC功率器件3kW实验样机,对所提拓扑工作原理的正确性和可行性进行实验验证.该变换器能工作于较宽的输入电压范围,具有元器件少、控制方法简单、功率因数高和能量转换效率高等优点.     

单相Boost型功率因数校正电路软开关技术的综述

对单相Boost功率因数校正电路软开关技术进行了分类,分为零电压开关功率因数校正电路、零电压转换功率因数校正电路、零电流开关功率因数校正电路、零电流转换功率因数校正电路、有源箝位功率因数校正电路和带有无损吸收电路的功率因数校正电路,并对每一类型的电路的拓扑结构、工作方式及工作特点做出分析。     

一种新型软开关双单元DC/DC变换器

在分析现有双单元DC/DC 变换器的基础上,提出一种新型软开关双单元DC/DC 变换器,分析了该变换器的工作原理和主要特点,给出了用于功率因数校正电路的实验结果。该变换器实现了主开关的零电压、零电流开通和零电压关断,辅助开关的零电流开通和零电压关断,以及输出整流二极管的零电流关断。     

一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器

介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器，利用变压器的漏感和输出电容的储能，在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关；而通过移相控制方式，利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件，所以与通常的零电流开关PWM Boost全桥变换器相比，该变换器结构简单，容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析，可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC／DC转换、输出电压调节和电气隔离，实验结果证明了该变换器的优越性。     

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.     

一种新颖带功率因数校正的AC/DC变换器的研究

提出了一种新颖的两开关三相PFC的AC/DC变换器主电路拓扑结构,给出了电路的设计方案,讨论和分析了该电路的工作过程、功率因数校正原理,并给出了电路的仿真和实验结果。     

一种新型三相反激式功率因数校正AC/DC变换器

提出了一种全新的基于反激式变换器的三相功率因数校正AC／DC变换器的主电路拓扑结构，讨论和分析了该电路的工作过程、功率因数校正原理，最后给出了仿真和实验结果。     

基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前，对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域，为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC／DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制，它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正，而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下，必须采用PWM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比，提高了动态响应的速度、降低了成本，并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。     

间接矩阵变换器供电电励磁同步电动机DTC

直接型矩阵变换器具有无直流储能环节、输入与输出电流波形均为正弦波、能量双向流通、网侧功率因数可控等优点,但换流复杂.研究了一种间接矩阵变换器(IMC)供电电励磁同步电动机(ESM)直接转矩控制(DTC)系统,其整流级实现电网侧单位功率因数控制,逆变级实现转矩和磁链控制,采用逆变级插入零矢量方式实现前端整流级双向开关的换...     

基于功率解耦控制的电流注入式HVDC换流器运行特性的研究

研究基于MLCR-CSC的HVDC换流器在电网不同工况下的功率控制特性。从实际工程角度出发,设计了两组MLCR-CSC(DMLCR-CSC)协调工作的方案,提出了双组多电平电流重注入换流器(DMLCR-CSC)作为HVDC换流器。分析了DMLCR-CSC在功率解耦控制的可行性,提出了有功功率和无功功率解耦控制思想。采用的9电平DMLCR-CSC主电路晶闸管器件具备零电流关断(ZCS)特点。在输电网正常工况下,网侧单相接地故障、两相短路故障和直流侧短路故障时,换流器可以在1/6个周期内把电流降到零,并且THD含量与触发角度无关。仿真验证了DMLCR-CSC构成的HVDC换流器是高压大功率电能传输的一种可靠的选择。     

一种高效率无桥双谐振功率因数校正变换器

在无桥Flyback功率因数校正(PFC)变换器中引入二次侧谐振电路,提出一种无桥双谐振PFC变换器。该变换器利用变压器二次侧漏感与谐振电容的谐振,减小了开关管关断电流,从而降低了开关管的关断损耗。同时,二次侧二极管实现零电流关断,有效抑制二极管的电压尖峰和振荡。接着分析变换器工作于临界连续模式(CRM)的工作原理和工作特性,给出变换器关键参数的设计原则。最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

新型ZVZCT PWM直流变换器族的研究

提出了一种新型零电压零电流转换 (ZVZCT)软开关单元 ,并基于该开关单元 ,构造了BuckZVZCTPWM变换器和BoostZVZCTPWM变换器 ,形成新型ZVZCTPWM直流变换器族。详细分析了BuckZVZCTPWM变换器的工作原理 ,主开关管实现了零电压零电流开关 ,辅助开关管实现了零电流开通、零电压零电流关断 ,续流二极管实现了零电压零电流关断、零电压开通。该软开关单元不但适合于少子器件 ,而且适合于多子器件 ,同时保持PWM控制的特点。仿真分析和实验结果完全验证了理论分析的正确性     

Circuit theory of power factor correction in switching converters

This paper discusses the circuit theory aspects of power factor correction in switching converter circuits. The discussion begins with an examination of the requirement of power factor correction in dc/dc converters. Using the concept of zero‐order converter circuits, sufficient conditions for a dc/dc converter circuit to provide power factor correction are derived. The duality principle is applied to generate new converter circuits that can achieve power factor correction. The practical application of power factor correction is considered in conjunction with the requirement of tight output voltage regulation. Detailed study of the circuit configuration that can simultaneously provide power factor correction and output regulation is given. Based on a general three‐port model, the voltage regulator with power factor correction capability is studied in terms of the power flow between the input port, output port and energy storage port. A detailed consideration of the power flow among the three ports leads to the derivation of all possible minimal configurations that can achieve power factor correction and voltage regulation. The efficiencies of these minimal configurations are studied theoretically, leading to the concept of ‘reduced redundant power processing’ which provides important clue to efficiency improvement. Another issue addressed in this paper is the synthesis of practical circuits that can provide power factor correction and output regulation. In particular, four practical minimal configurations that achieve reduced redundant power processing are considered. A systematic synthesis procedure is derived for creating converter circuits that achieve power factor correction and output voltage regulation. The control issue is also investigated in depth, pinpointing the basic requirement on the number of control parameters needed and its relationship with the operating mode. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

整流级无零矢量TSMC输入功率因数的研究

根据整流级无零矢量TSMC输入功率因数控制的要求,推导了占空比的数学表达式.提出应用参考输入电压矢量来实现占空比的控制.依据整流级输出电压为正的条件,推导了输入功率因数角的范围.并用PSIM仿真软件对TSMC的调制策略进行验证,仿真结果表明了理论分析的正确性,为TSMC的实现提供一定的理论依据.     

基于三半桥拓扑的双向DC/DC变换器软开关条件研究

为了实现三半桥双向DC/DC变换器的零电压导通和关断,进一步提高变换器的性能,本文探讨了三半桥拓扑双向DC/DC变换器的软开关条件。通过理论分析和仿真验证,研究了影响三半桥双向DC/DC变换器的软开关条件的因素。结果表明,三半桥双向DC-DC变换器的软开关条件与其控制变量有关。     

Single‐stage single‐switch PFC converter for wide‐input extreme step‐down voltage applications

This paper presents a new single‐stage single‐switch high power factor correction AC/DC converter suitable for low‐power applications (< 150 W) with a universal input voltage range (90–265 V_rms). The proposed topology integrates a buck–boost input current shaper followed by a buck and a buck–boost converter, respectively. As a result, the proposed converter can operate with larger duty cycles compared with the existing single‐stage single‐switch topologies, hence, making them suitable for extreme step‐down voltage conversion applications. Several desirable features are gained when the three integrated converter cells operate in discontinuous conduction mode. These features include low semiconductor voltage stress, zero‐current switch at turn‐on, and simple control with a fast well‐regulated output voltage. A detailed circuit analysis is performed to derive the design equations. The theoretical analysis and effectiveness of the proposed approach are confirmed by experimental results obtained from a 100‐W/24‐V_dc laboratory prototype. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

直驱永磁同步风力发电机单位功率因数控制

针对采用传统矢量控制的直驱永磁同步风力发电机存在电机运行功率因数降低的问题,提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁同步发电机单位功率因数运行控制策略.所提方案在实现永磁直驱风电系统最大风能捕获控制的基础上,通过控制电机侧变换器使电机d轴控制电压为零来实现永磁同步发电机的单位功率因数运行控制.系统仿真和实验结果表明:采用所提运行控制策略可有效实现永磁同步发电机的单位功率因数运行,有助于减小电机侧变换器的运行容量,同时该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行.