混合工作模态的高功率因数无桥Buck PFC变换器

AC-DC降压型功率因数校正PFC(power factor correction)变换器广泛应用于低压场合,为解决该类拓扑因输入电流死区导致功率因数PF(power factor)低、输入电流总谐波THDi(total harmonic distortions of input current)高的问题,首先引入Buck-Boost单元以构建1种高PF的混合工作模态降压型无桥PFC变换器,其在正、负半个工频周期分别工作在Buck和Buck-Boost模式。虽然Buck-Boost单元效率低于Buck单元,但所提变换器在负半工频周期运行于Buck-Boost模式,可以避免输入电流死区以提高PF并降低THDi。在正半工频周期运行于Buck模式,变换器仍保留Buck单元的高效率优势。其次,通过分析所提无桥变换器工作模态与PF值来证明变换器的高PF特性。最后,通过仿真实验,验证所提变换器的可行性和理论分析的正确性,并比较所提变换器与传统Buck PFC变换器的性能。

三态Boost PFC变换器的高功率因数和轻载效率提升方法研究

工作于伪连续导电模式(pseudo-continuous conduction mode,PCCM)的三态Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器采用传统解耦控制,在输入电压增大时,存在功率因数较低的问题。文中结合三态Boost PFC变换器具有两个控制自由度的特点,从变换器的输入电流表达式出发,提出一种三态Boost PFC变换器的变占空比正弦参考电流控制方法,采用变占空比控制变换器的主开关管,正弦参考电流控制续流开关管,并对变换器参数和控制环路进行设计。相比于传统解耦控制的,变占空比正弦参考电流控制的三态Boost PFC变换器具有更高的功率因数,同时也具有快速动态响应与宽负载范围的优点。在此基础上,针对三态Boost PFC变换器轻载效率低的问题,提出混合模式控制方法提升其轻载效率。最后,通过一台400W的实验样机验证理论分析。

高功率因数LED恒流驱动电源的设计

为了保证发光二极管(LED)正常高效工作,提高LED驱动电路的功率因数,以L6561功率因数控制芯片和恒流二极管为基础,设计了一种高功率因数LED恒流驱动电源。从输出电压、负载电流和功率因数三个方面进行实验测试,实验结果表明,在宽电压范围内,该电源的恒压和恒流效果好,功率因数在0.95以上,较好地抑制了电流谐波。

一种高功率因数谐振异步电机特性分析

传统交流异步电机仅在额定工况下可以维持较高的功率因数,而在其他各类工况下功率因数较低。针对这一问题,通过在绕线式异步电机转子/次级回路上串接电容来补偿异步电机的功率因数,提出了一种谐振异步电机。选择适当的电容容值及转差频率,可以有效提高异步电机的功率因数,最高可以将功率因数提高至1。分析了谐振异步电机等效电路,基于等效电路对其功率因数特性进行了推导和分析,并采用一组电机参数将功率因数特性及转矩/推力特性与常规异步电机进行了对比分析。分析结果表明:在相同的电机参数下,所提出的谐振异步电机相较常规异步电机,在全速域具有高功率因数的特点;在输出同样的转矩/推力的情况下,谐振异步电机需要的定子电流更小、母线电压更低,适用于电磁推进/弹射的应用场景,可减小系统规模及建设成本,也可应用于一般的绕线式异步电机进行无功补偿。

具有高功率因数宽电压工作特性的稳压型电子变压器

利用IR2155组成的电子变压器具有结构简单、输出功率大、整流时电流导通角大和工作稳定等优点,但无稳压功能。当交流电压在180~250 V范围内改变时,输出电压也改变,使用受到限制。因此,将APFC整流方式和电子变压器合为一体,设计了稳压型电子变压器。这种电子变压器具有高功率因数,可在交流输入电压180~250 V宽电压范围内工作,且具有输出电压稳定、输出功率大和维护简单的特点。

具备高功率因数性能的单级AC-DC拓扑结构

在AC-DCSMPS应用中,通常会在输入级使用功率桥式整流器,将交流电压转换为单向的直流电压。在这种拓扑结构中,还会使用大容量电容器作为纹波滤波器,来稳定总线电压,这会导致功率因数性能较差,并将谐波污染反馈到电网。为了改善功率因数和谐波电流,通常需要使用PFC电路。但额外增加一个功率级意味着会降低系统效率和可靠性。在本文中,我们提出了一种基于单电感结构的单级AC-DC拓扑结构,具备PFC和LLC功能。该拓扑结构保留了传统LLC谐振转换器的零电压开关(ZVS)优势,同时实现了高功率因数性能。

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。

高功率因数PWM整流器综述

对高功率因数PWM（Pulse Width Modulation）整流器从主电路拓扑结构、控制策略等角度进行了叙述,分析介绍了当前各种控制技术的优缺点及应用场合,展望了高功率因数PWM整流器在电力系统中的应用前景。

无电解电容的高功率因数AC-DC LED驱动器

高亮度发光二极管具有发光能效高、光学性能好、寿命长及环境友好等优点,是极具发展前景的新一代绿色照明光源。但是传统AC供电的LED驱动器中短寿命的电解电容,限制了LED照明光源的长时间使用。本文结合LED驱动器对驱动电流的要求,提出使LED承受一定脉动形式的电流,减小了母线电容承担的脉动功率。通过理论分析得到,在母线电压纹波不变的情况下,储能电容容值最大能够减小到52.7%,从而可以用薄膜电容取代电解电容,并且取得很高的功率因数。分析结果在一台50W的原理样机上进行了验证。

航空400Hz三相高功率因数PWM整流器的零静差矢量控制

提出并采用一种基于矢量控制的零静差控制方案来实现对航空400Hz三相PWM整流器的有效控制。传统的直接电流比较控制由于电流的参考信号是交流正弦波,因而存在着交流输入电流基波与输入电压有相位误差的问题。本文提出的零静差矢量控制技术,利用dq旋转坐标变换将电流参考信号设定为直流,使系统在整个输出负载范围内,交流输入电流基波相位与输入电压相位始终保持同相位、零误差,从而获得高功率因数值。在对控制方案详细分析后,采用Saber软件进行仿真验证,最后在一台航空400Hz三相PWM整流器原理样机上进行实验验证。实验表明交流输入电流基波相位完全跟踪输入电压相位,达到了较好的实际效果。

三相高功率因数整流器的研究现状及展望

介绍了三相高功率因数整流器的几种主要拓扑——三相单开关功率因数校正电路、三相 /三开关 /三电平 PWM(VIENNA)整流器、三相全桥功率因数校正电路等 ,特别地关注三相 /三开关 /三电平 PWM(VIEN-NA)整流器 ,并对每种拓扑的特性、优点及其不足进行了分析 ,通过比较研究指出了三相 PF C的发展趋势。

高功率因数软开关三相AC/DC变换器

把移相控制全桥变换技术用于三相AC/DC变换器的功率因数调整 ,将中线接至变换器 ,得到一种新型主电路拓扑结构 ,各功率管实现了软开关。利用Pspice对该结构进行了仿真 ,系统的功率因数约 0 98。

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PFM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。

三相高功率因数整流器的神经网络内模控制

针对三相高功率因数整流器采用常规PID控制效果差的问题,利用坐标变换,提出一种基于神经网络内模原理的整流器电流波形控制方案。用神经网络预估器作为整流器的内部模型,用神经网络辨识预估整流器正模型及其逆模型,在线修正、补偿内部模型与被控整流器之间的模型失配。分析结果表明,在该方案控制下系统稳压精确度高,有较快的动态响应,网侧电流谐波畸变率小。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器研究

根据航空电源系统中AC-DC静止变流器的应用需要,设计了一套数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器系统。传统的直接电流控制方法由于被控量是交流信号,因而存在着相位静差问题,本文采用基于dq同步旋转坐标变换的空间矢量控制方法,实现了输入电流与输入电压间的相位无静差控制,实现了高功率因数目的;针对三相四线结构输出串联电容均压问题,本文提出了输出串联电容均压环与中线电流环串联的双闭环控制方法,实现了输出串联电容均压控制。最后在理论分析与仿真的基础上搭建了3kW原理样机,仿真和实验结果均验证了该系统控制方法的正确性与可行性。

三相高功率因数整流器的电流控制

建立了对基于电压空间矢量ＰＷＭ的三相高功率因数整流器实现电流稳态无差拍控制的设计准则。在暂态电流调节过程中，采用时间最短判据选择电压矢量，便于在微处理器上实现控制策略和改进动态性能。最后给出了实验结果。

单级不间断高功率因数直流开关电源研究

该文提出了一类基于反激变换器的单级不间断高功率因数直流开关电源电路结构与拓扑族。这类直流开关电源电路结构,由二极管整流桥与多功能反激直流变换器构成,实现了不间断供电、功率因数校正、输出直流电压的稳定与调节。深入分析研究了这类变换器的三种工作模式、稳态原理与关键电路参数设计准则。试验结果表明,这类直流开关电源具有拓扑简洁、变换效率高、功率密度高、不间断供电、功率因数高、输出直流电压稳定、成本低等优点,在计算机、通信、医疗等电子设备中具有广泛的应用前景。

高功率因数电流可逆变换器的研究

提出一种高功率因数电流可逆变换器的拓扑结构 ,此结构为逆变器与升、降压斩波器的组合。并在此基础上设计出一台 2kVA实验样机。阐述了系统的工作原理、控制方案和设计方法。实验样机表明了该变换器具有能量可以双向流动、交流电流谐波小、功率因数为

一种高功率因数无电解电容LED恒流驱动电源

发光二极管(LED)的寿命可长达10年,而以电解电容为储能元件的LED驱动电源寿命通常低于5年。为此,本文提出一种无电解电容的LED驱动电源,与其他无电解电容的LED驱动方案相比,本文提出的拓扑不但去除了电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命,还可实现高输入功率因数和恒流驱动LED负载,并且详细分析了这种LED驱动电源的工作原理,最后给出原理样机实验结果。

基于STM32的三相高功率因数整流器

针对二极管不控整流和相控整流电流波形畸变严重、谐波分量大、功率因数低等问题,建立了三相PWM整流器的低频等效数学模型,设计了电压、电流双闭环PI控制器,制定了合理的PWM控制策略,并通过实验对整流器模型、控制器和控制策略进行了验证。实验结果表明,本文设计的整流器交流侧电压和电流波形基本同相,即网侧功率因数高。说明PI控制器的稳定性较高,控制策略设计合理。