减小DCM Boost PFC变换器储能电容的方法

在DCM Boost PFC变换器中,输入电流含有初始相位与基波电流相差的三次谐波,不仅功率因数较低,且需要更大的输出储能电容。本文提出一种控制方法,在整个输入电压范围内可以使输入电流仅含有一定量的与基波初始相位相同的三次谐波。与定占空比控制相比,在满足IEC 61000 3 2,Class D谐波标准要求的情况下,可以将储能电容量降低为原来的37%。在满足Energy Star对功率因数要求不低于0.9标准的情况下,输出储能电容最多可以减小为原来的43%。为了简化实现电路,本文进一步提出一种拟合占空比的方法。实验结果验证了理论分析的正确性。

新型无桥DCM Pseudo-Boost PFC变换器研究

本文研究了一种无桥Pseudo-Boost功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器,解决了传统Boost PFC变换器存在二极管整流桥导通损耗大、效率较低的问题。详细分析了电路拓扑工作于电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)的工作原理和稳态特性,变换器具有传统Boost PFC相似的升压特性。分析了变换器的输入电流和功率因数值,基于其输入、输出电流特性,建立了系统的小信号模型,并设计了简单可行的控制电路。最后仿真分析表明,变换器输出电压稳定,输入电流能很好地跟踪输入电压,功率因数大于0.99,达到了功率因数校正的目的。

全输入电压范围高功率因数脉冲序列控制DCM Boost PFC变换器

定占空比控制DCM Boost PFC变换器的开关管导通占空比固定,存在输入电流畸变,导致输入功率因数较低。为实现DCM Boost PFC变换器的单位功率因数,需要根据输入电压与输出电压调整占空比,由于运算复杂,低成本的数字控制难以实现。提出了一种DCM Boost PFC变换器的脉冲序列(pulse train,PT)控制方法,以离散化的方式拟合变占空比函数,运算量小,适用于采用低成本的数字控制芯片。实验结果表明,PT控制DCM Boost PFC变换器具有比定占空比控制DCM Boost PFC变换器更高的PF和更低的输出电压纹波。

直驱型风电系统大容量Boost PFC拓扑及控制方法

直驱型风力发电系统因其在风力机和发电机之间省去了增速装置,从而提高了系统的效率和可靠性,降低了系统维护费用和直接成本,并以其良好的低电压适应能力而受到越来越广泛的关注。然而,传统直驱系统采用三相不可控整流桥与带有大容量电容器的电压源电流控制型逆变器并网发电。这种结构向永磁同步发电机中注入了大量低频谐波,增加了系统损耗,进而减少了系统功率容量。针对其中的大容量Boost环节,提出一种将三个三相单管Boost型PFC电路并联,并采用载波相移技术加以控制的方案。仿真结果表明,在支路电流均工作于DCM模式的情况下,合成电流近似工作于CCM模式。实现了对永磁同步发电机的输出进行功率因数校正、降低发电机电流的谐波含量、改善永磁同步发电机的谐波特性、提高发电机有功功率输出能力和系统效率的目标。

改进的电压跟随器PFC Cuk AC-DC变换器

提出了一种改进的电压跟随器ＰＦＣＣｕｋＡＣ－ＤＣ变换器，其输入电感工作在不连续导电模式以实现ＰＦＣ功能，而输出电感工作在连续导电模式从而降低了功率器件的应力，同时可减小开关损失。文中论述了所提出的新方法实现ＰＦＣ的机理；推导出保证电路实现功率因数接近１的临界条件。ＳＰＩＣＥ仿真和实验结果证实了分析的正确性。

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。

新颖的含PFC的PWM ZVS AC-DC变换器

提出了一种新的具有功率因数补偿（ＰＦＣ）功能的零电压开关（ＺＶＳ）ＡＣＤＣ变换器，该变换器基于不连续导电模式（ＤＣＭ）下的Ｂｏｏｓｔ环节实现ＰＦＣ功能，但其具有ＺＶＳ机制，从而解决了ＤＣＭ下因开关关断大的峰值电流引起的关断损耗高、ＥＭＩ严重的问题，同时还消除了由于开关的寄生电容引起的开通损耗．该变换器可以采用通用控制芯片并工作在ＰＷＭ模式．文中分析了提出变换器的工作原理，并给出了基本设计原则．模拟和实验结果证明了提出的电路是可行的．

一种单级无桥隔离型PFC变换器

传统AC/DC功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器交流输入侧存在二极管整流桥,其导通损耗影响变换器效率的提升。针对这一问题,提出了一种单级无桥隔离型PFC变换器,其在正负输入电压下,均能得到正的直流输出,从而可以省去在PFC应用中的前端二极管整流桥。该变换器采用双向开关管和变压器次级绕组带中心抽头的全波整流结构,实现正负电压输入和电气隔离。详细分析了所提出的变换器工作在电感电流断续导电模式(discontinue conduction mode,DCM)下的工作模态及其特性。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

不连续导电模式Boost PFC变换器中快尺度不稳定性研究

导出了不连续导电模式Boost PFC变换器的异步切换映射数值模型。数值模拟发现,系统在输入电压周期里会出现快尺度边界碰撞分岔现象。通过研究电路系统模式的切换临界角的变化对快尺度不稳定性现象进行了详细的描述,同时分析了快尺度不稳定性对器件应力及系统功率因数的影响,给出了系统稳定性随一些参数变化的稳定性区域图。最后,实验验证了这种快尺度不稳定性现象的存在。这些结果对于实际电路的设计具有重要的参考价值。

并联型双耦合绕组反激式单级PFC变换器

在双耦合绕组反激式单级PFC变换拓扑的基础上,引入并联功率传递单元,提出一种并联型双耦合绕组反激式单级PFC变换拓扑。该拓扑通过在Boost电感上增加二次绕组,使部分能量直接由Boost电感传给负载,从而提高了变换器的效率,并且能够限制中间储能电容电压和减小开关器件的电压电流应力。本文详细分析了该变换拓扑的工作原理和稳态特性,讨论了变换器的参数设计。150W/24V样机实验结果表明该拓扑具有高效率、高功率因数、低开关电压应力等特点。

不连续导电模式PFC开关电源的设计

介绍了不连续导电模式PFC开关电源的发展,给出了一个利用功率集成公司(Power Integrations Inc.)推出的系列功率集成开关TOPswitch实现功率因数校正电路的设计实例,并介绍了PFC主电路的设计步骤及各外围器件的设计方法。

Buck-Boost PFC软开关电路分析

分析了两种单相软开关电路的等效性及应用范围,给出了一种Buck-Boost软开关电路.仿真结 果表明,该电路可实现输出升降压式功率因数校正,同时可实现开关器件的软开关.

利用新型控制器NCP1601的100W PFC升压预调节器原理与设计

NCP1601是易于功率因数校正(PFC)的新型控制器IC。该器件可以在定频不连续导电模式 (DCM)和可变频临界导电模式(CRM)下工作,并且采用了两种工作模式的优点。介绍了NCP1601的主要特点、工作原理及基于NCP1601A的100W PFC升压变换器的设计。

两开关管软开关单相PFC电路分析

分析了两开关管单相boost PFC变换器工作原理,推导出关键器件的参数计算公式,给出了软开关实现方法、仿真参数和结果.

电感复用型PFC变换器及其控制策略

提出一种复用电感导通模式MCM(multiplexing-inductor conduction mode)的概念,对MCM模式下的电感电流进行了详细分析。通过电感复用及MCM的概念,对Boost与Buck的级联结构进行变换,提出了一种电感复用型功率因数校正器MPFC(multiplexing-inductor power factor corrector)变换器的拓扑结构,这种结构减少了电感的数量,使变换器体积减小,节约了成本。MPFC的控制模式分为电流模控制与电压模控制,通过分析这2种控制方式的特点发现,电压模控制的MPFC更适合实际运用。仿真实验表明,MPFC变换器的输入功率因数与输出电压纹波符合一般的工业生产需求,证明了MPFC原理的正确性及实际应用的可实施性。

基于开环的临界续断模式交错并联Boost PFC

文中主要研究的对象是开环控制的交错并联BOOST PFC,且工作于临界续断模式,它的从变换器与主变换器在开通时同步,且主从变换器都工作在电流模式。文章指出只有这种主从方式能提供一个稳定的开环工作点。仿真实验设计了一台输入功率为400W,宽范围输入电压,400V输出电压的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

电流断续模式Boost PFC峰值电流控制

峰值电流控制是Boost PFC(升压功率因数校正)变换器常用的一种控制方式,但大多用于电流连续模式(CCM)。电流断续模式(DCM)使用正弦峰值拟合曲线时,存在电流的平均值曲线不能为正弦、功率因数(PF)较低问题。为此,文章通过推算DCM模式下的电流特性,修正了峰值拟合曲线;使用该峰值曲线进行控制,不仅可提高功率因数,而且在一定程度上构成了对电感电流的闭环控制,提高了电路的可靠性。PSIM仿真和样机实验结果证明了该方法的有效性。

单级功率因数校正变换器的拓扑研究

简单介绍了国内外的单级功率因数校正变换器电路。对其主要电路拓扑进行了适当分类。同时提出一种新型的单级AC/DC 变换器电路,并对电路的工作原理进行了分析和实验研究,得到了较为满意的实验结果。

临界模式下的单级功率因数校正电路及储能电容电压控制的研究

本文首先分析了单级功率因数校正(PFC)电路中的电流畸变特性,然后对PFC变换器及DC DC变换器工作在连续及不连续的边界条件进行了讨论,得出了电路工作状态的精确解。在此基础上,本文提出了一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路,阐明了控制储能电容电压的临界点工作方式。该电路在利用普通控制芯片实现较高功率因数的同时,有效地控制了储能电容的电压值,降低了开关应力,提高了电路的效率。实验验证了本文数学推导的正确性和控制策略的实用性。

一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路工作特性研究

该文首先分析了单级功率因数校正(PFC)电路中普遍存在的储能电容电压过高的问题。在此基础上,该文提出了一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路,在对PFC变换器及DC/DC变换器的临界条件进行了数学解析后,得出了电路工作状态的精确解并提出了控制储能电容电压的临界点工作方式。该电路在利用普通控制芯片实现较高功率因数的同时,有效地控制了储能电容的电压值,降低了开关应力,提高了电路的稳定性。同时文章还分析了单级PFC电路中的电流畸变特性,得出PFC电路的功率因数表达式。最后实验验证了该文数学推导的正确性和控制策略的实用性。