单相功率因数校正变换器输入电流过零畸变分析与抑制

分析了功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流过零畸变产生的原因,指出电网频率、电感电流滞后角及电感大小都将对输入电流过零畸变产生影响,并通过仿真验证了分析结果。将交错技术可以在等效减小电感量的同时减小电感电流纹波这一特性应用于Boost PFC电路,提出一种利用交错并联技术解决单相PFC变换器输入电流过零畸变的方法。通过仿真验证了该方法的有效性。     

图腾柱式无桥零纹波交错并联Boost功率因数校正器

提出一种图腾柱式无桥零纹波交错并联Boost功率因数校正器(Power Factor Correction,PFC),解决了低压大电流输入场合下的Boost PFC效率和功率密度偏低的问题。此拓扑结合了无桥和交错并联技术,降低了输入整流桥、功率开关器件及Boost电感的损耗,消除了传统Boost PFC所存在的局部过热点,提高了变换器效率,适用于低压、大电流应用场合;结合了交错并联和零纹波技术,改善了变换器电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)特性,减小了输入、输出滤波电感和电容体积,提高了变换器效率和功率密度。本文详细阐述了此变换器的工作原理及其参数设计过程,并通过一台基于DSP控制的1kW样机进行了实验验证。     

交错并联Boost PFC电路的应用研究

详细论述了电感电流断续模式下的Boost PFC交错并联电路,该控制电路能有效减小输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。分析对比了电感电流断续模式下,交错并联Boost PFC电路中分立电感和耦合电感的工作原理。由分析可知,采用电感直接耦合的PFC电路存在电感峰值电流增大,输入电流谐波含量高,功率因数低等问题。采用一种新颖的耦合电感绕线方式,并利用Gyrator-Capacitor法对该耦合方式建立模型,仿真和实验证明这种新颖的电感绕线方式能很好地克服电感直接耦合存在的缺点。     

单相PFC变换器输入电流过零畸变的改善方法

输入电流在输入电压过零点附近会发生畸变是功率因数校正(PFC)变换器普遍存在的现象。当输入频率增大时,其畸变会变得非常严重。本文详细分析了PFC变换器的输入电流在输入电压过零附近产生畸变的原因,指出电感大小和电流环的相位差是影响高频输入下过零畸变严重的根本原因,Boost三电平变换器由于可以减小电感,提高等效开关频率,因此可以有效地减小过零畸变。仿真和实验结果证明了该变换器输入电流的各次谐波均有效地减小。该拓扑适合于高输入频率下的PFC应用场合,尤其对于即将采用360Hz-800Hz变频交流供电体制的航空电网。     

临界导电模式下的交错式PFC电路的分析

研究了临界导电模式(Critical Conduction Mode,简称CCM)下的交错Boost功率因数校正(PFC)电路,交错技术可有效降低输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器的尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。详细分析了CCM下交错Boost PFC电路的工作原理,并设计了主电路。实验结果证明,交错Boost PFC电路具有良好的功率因数校正效果。     

基于DSP的DC/DC Boost PFC模块的并联交错控制研究

本文提出了一种简单的PFC模块并联交错数字控制方案.以三个模块并联为例,利用平均电流控制策略,仅用一个控制器实现了DC/DC Boost PFC模块的并联控制,开关频率为120kHz,取得了良好的均流性能,降低了功率开关管的电流应力;同时,使它们的高频开关相位均匀错开120°,实现了电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波,减小了输入EMI滤波器的差模电感.实验结果证明了该控制方案的可行性,为并联的功率因数校正模块的数字控制提供了一个良好的解决方案.     

交错并联Boost PFC变换器的研究与实现

与传统的Boost PFC变换器相比,交错并联Boost PFC可有效降低输入电流纹波和开关器件的电流应力,减少了前级EMI滤波器的尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率;详细分析了交错并联Boost PFC电路的工作原理、主要的工作状态并搭建仿真平台进行验证,实验结果证明交错Boost PFC电路具有良好的功率因数校正效果。     

交错并联Boost PFC变换器设计

Boost PFC变换器引入交错并联技术后有效地降低了器件的电流应力、输入电流纹波和磁性元件的体积。介绍交错并联技术的原理,分析应用该技术的Boost PFC电路的具体工作模态,理论上推导了电感值的设计原则,通过详细地损耗分析给出了器件优化的方法。实验结果表明,采用该方案的PFC电路控制简单、功率因数高、效率高。     

单相功率因数校正变换器输入电流过零畸变的改善方法

输入电流在输入电压过零点附近会发生畸变是功率因数校正(PFC)变换器普遍存在的现象。当输入频率增大时，其畸变会变得非常严重。该文详细分析了PFC变换器的输入电流在输入电压过零附近产生畸变的原因,指出电感大小和电流环的相位差是影响高频输入下过零畸变严重的根本原因， Boost三电平变换器由于可以减小电感，提高等效开关频率，因此可以有效地减小过零畸变。仿真和实验结果证明了该变换器输入电流的各次谐波均有效地减小。该拓扑适合于高输入频率下的PFC应用场合，尤其对于即将采用360Hz-800Hz变频交流供电体制的航空电网。     

磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器

为了提高传统Buck/Boost变换器的电压增益、暂态响应速度同时减小电感支路的电流纹波和变换器的体积重量。将磁集成开关电感技术和交错并联技术应用到传统的Buck/Boost变换中,提出了磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器。通过采用开关电感结构替换传统变换器中的电感的方式,使变换器正向功率变换的电压增益提高为原来的2倍。采用磁集成技术并合理设计耦合电感间的耦合系数能够减小该变换器电感支路的电流纹波、提高系统暂态响应速度、减小变换器的体积重量,进而提高变换器的电气性能。最后通过实验样机的结果验证了理论分析的正确性。