一种BCM Boost PFC电路的VCFF控制策略

临界导通模式Boost功率因素校正(PFC)电路通常采用恒定导通时间(COT)控制策略,导致开关频率的变化与输入电压、输出功率以及电感有关,轻载下过高的开关频率将影响电路的转换效率,故提出一种谷底计数频率反走(VCFF)控制策略。通过检测MOS管两端电压谷底计数,使电路轻载时工作在断续模式,从而降低开关频率以提升轻载效率。实验结果表明,相比于COT控制策略,所提控制策略能够有效提高轻载效率。输入电压为220 Vrms下,10%~50%负载时效率在0.96以上。

一款高效率宽输入电压边界导通模式反激变换器

本文提出了一款高效率、宽输入电压的边界导通模式反激变换器结构。为了防止负载切换过程中芯片过压和欠压,提出了一种由电流调节电路(CRC)与自适应频率控制电路(AFCC)组成的新型模式切换环路,实现了芯片在不同模式之间的平滑切换,提高了负载的瞬态响应和转换效率;通过在环路中引入电流调节控制技术,减小了低纹波突发模式(LRBM)下的原边充电电流和输出最小负载电流,从而减小轻负载下的开关频率,降低功耗。基于0.18μmBCD工艺,实现了电路设计和版图设计,芯片面积为1.48×2.5mm^(2)。仿真结果表明,变换器在输入电压为3~32V、输出电压为5V时,轻、重负载切换过程中的输出电压瞬态响应最大变化为6%,峰值转换效率为88.6%。

基于能量模型的临界导通模式Boost变换器软开关方法

在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前后储能元件能量变化的数学模型。然后,结合死区起止时刻的能量平衡方程,研究软开关无法实现的电路机理。在此基础上,考虑开关管输出电容非线性特征,提出软开关实现方法,避免了复杂谐振过程的时域精确建模,提高软开关实现的准确性。最后,搭建500W实验样机进行实验,结果表明,相较于对谐振过程建模的传统时域模型,所提方法将实际开通电压降低47%,使峰值变换效率提升0.4%,进而验证了其有效性。

基于BCM的有源功率因数校正电路的实现

分析整流电路的拓扑结构和工作模式，探讨该整流电路关键参数的选取依据，提出临界导电模式（BCM）功率因数校正Boost开关变换器的设计方法。仿真结果表明．所设计的以MC33262为核心的临界导电模式有源功率因数校正（APFC）电路能在90～270V的宽电压输入范围内输出稳定的400V直流电压，并使得功率因数达0．99，系统性能优越．达到设计要求。

Boost变换器BCM电流自恢复及数字预测纹波控制电路设计

为了解决电感值不准确导致的boost变换器模型偏差,进而不能实现良好的临界导通模式控制问题,提出了一种基于电流自恢复的数字预测纹波控制电路.根据电感电流的纹波特性,该控制器预测开关元件的导通及关断时间,将电感电流控制在临界导通模式.基于电感电流阻尼模型,证明了电感电流具有自动恢复到临界导通模式的特性,因而不需要电流检测一般所需的电流传感器或零电流检测电路;同时也证明了在电感失配的情况下,该控制器也能确保实现临界导通电流模式.此外,所提出的电感电流阻尼模型在分析和优化功率电路上具有潜在价值.仿真与实验结果验证了基于预测纹波电流下boost变换器的自恢复特性及电感容差特性.

毫瓦级电磁式振动能量收集中低功耗变换技术

能量收集是保障分布式传感器持续供电的关键。电磁式能量收集为交流输出,且幅值低,输出阻抗高。为了实现能量高效传输和变换,需要高升压比的低功耗AC/DC变换器,并通过阻抗匹配提高传输效率。然而,现有微能量变换的电路效率仅为60%;且无法实现与输出和输入电压解耦的阻抗匹配,功率传输效率低。为了解决以上问题,这里提出采用临界导通模式(BCM)使变换器输入阻抗仅受导通时间控制,利用固定开通时间的控制方法实现阻抗匹配,并给出了在低压、毫瓦级变换下高效功率器件选型标准。构建了基于氮化镓(GaN)HEMT的双Boost单级AC/DC功率变换器,峰值开环变换效率达74.5%,峰值闭环效率达72.3%。

高PF全电压可变负载BCM单级APFC反激变换器环路设计

为解决临界模式(Boundary Conduction Mode,BCM)单级有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,APFC)反激变换器在全电压输入和可变负载条件下功率因数(Power Factor,PF)值不稳定甚至严重下降的问题,本文在分析电压型BCM单级APFC反激变换器的环路基础上,提出可稳定PF值的反馈补偿网络,并通过一台30 W的电压型BCM单级APFC恒压输出反激变换器实验样机进行验证.实验结果验证了本文设计的反馈补偿网络的有效性.

基于BCM的有源功率因数校正电路的实现

本文分析了整流电路的拓扑结构和操作模式，并探讨了该电路关键参数的选取依据，提出了临界导电模式功率因数校正Boost开关变换器的设计方法。仿真结果表明，本文所设计的以MC33262为核心的临界导电模式有源功率因数校正器能在90V～270V的宽电压输入范围内得到非常稳定的400V直流电压输出，并使得功率因数达到0．99．系统性能优越，达到了设计要求。

基于BCM工作模式的反激变换器设计

众所周知,单端反激变换器是应用广泛的一种开关电源拓扑形式,具备许多优良的特点。变压器的设计是电源设计过程中非常重要的组成部分。该文通过120W功率变换器的设计,可以提供一些反激变换器设计的参考方法,并通过反激变换器的一些实测波形,对其他开关电源拓扑的设计也有一定的指导作用。

基于改进恒导通时间控制的临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器

为改善临界连续导通模式(BCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器输入电流总谐波畸变率(THD),该文提出一种改进恒导通时间(COT)控制,分析改进COT控制对输入电流THD和变换器效率的影响;通过改进电流过零检测(ZCD)电路实现电感电流过零信号的提前检测,补偿信号传播延时的影响,缩短甚至消除反向谐振过程,改善输入电流THD的同时不增加控制的复杂度。最后,该文搭建一台160W BCM Boost PFC变换器实验样机,验证所提改进COT控制的可行性和有效性。

基于高频交流升降压原理的双有源桥双向变换器

为实现更优化的器件电流应力、更广范围内实现软开关,针对双有源桥双向变换器,该文提出一种基于高频交流升降压的统一多变量控制策略。提出一种多变量求解的方法,并给出相应的计算流程和相关的控制框图。给出变压器变比和电感值的设计方法,并分析器件的电流应力。从器件电流应力、对控制变量潜力的挖掘程度和软开关范围3个方面,比较基于高频交流升降压控制策略与双移相控制策略控制下的双有源桥双向变换器的性能。实验结果验证了所提控制方法优良。

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。

基于反激变换器的高功率因数LED驱动电源设计

针对传统的发光二极管(LED)驱动电源功率因数不高的问题,在需要隔离的场合选择反激电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流的控制。通过对反激电路的分析,证明了工作在临界连续模式下的反激电路可以实现PFC。该电源是采用反激电路为主电路的单级PFC电路,能同时实现PFC和LED电流控制,相对2级功率因数校正电路,所用器件少,损耗低,在输入、输出需要隔离的场合是很好的选择。通过调试和实验测试证明了理论分析的正确性。

基于SEPIC变换器的高功率因数LED照明电源设计

针对LED驱动电源功率因数低的问题,依据LED照明电源的特点,选择SEPIC电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流控制。传统的SEPIC电路用于功率因数校正时都工作在断续模式下,通过对SEPIC电路的分析,证明了临界连续模式下SEPIC电路也可以实现PFC,并推导出输入输出电压比和功率因数关系的公式,得出当输入输出电压比很小时,功率因数值很高。该电源用单级电路同时实现功率因数校正和LED电流控制,相对两级功率因数校正电路,所用器件少,损耗低,尺寸小,尤其适合空间狭小的照明电源电路。通过实验证明理论分析的正确性。

宽功率范围内采用电流临界连续状态＋恒频控制的光伏微逆变器

小功率微逆变器常工作于电流断续状态(discontinuous conduction mode,DCM),为提高效率,可将其设计工作于电流临界连续状态(boundary conduction mode,BCM),但需付出变频控制、过高的驱动损耗和开关损耗的代价。为克服上述问题,提出一种在宽功率范围内实现BCM的类谐振桥式微逆变器,引入可变电感作为能量缓冲器件,提出一种感值可扩展的方案,保证尽可能大的功率范围运行在BCM。提出一种BCM+DCM混合运行的控制策略,既保证了精度,又保证了动态特性。分析了所提方案在各方面的优势。350W实验样机验证了所提微逆变器性能优良。

基于临界导电模式的BOOST PFC电路开关特性分析与研究

该文基于对临界导电模式BOOST-PFC电路开关管开关特性的分析,提出了一种解决开关管容性开通损耗的新型方案。利用PFC控制芯片的固有输出延迟时间和合理选择谐振参数,使开关管获得零电压或最低电压的开通条件,减少了开关管开通损耗,同时由于外接谐振电容,进一步改善了开关管的关断条件,提高了电路的工作效率。分析了BCM-BOOST-PFC电路的开关损耗以及在不同输入电压情况下开关管获得零电压或最低电压的开通条件,给出了电路参数的设计方法。实验结果验证了所提出的方案是可行的。

单相PFC变换器功率因数的数字分析方法

以临界导通模式(BCM)Boost PFC变换器为研究对象,分析了输入电流的过零畸变现象,并得到了输入电流时域模型以及该模型下功率因数的数字分析方法。制作了一台200W的PFC样机。实验结果显示,基于此数字化功率因数分析方法计算出来的结果和利用功率分析仪测出来的功率因数的相对误差在1%以内。

非耦合开关电容Cuk DC-DC变换器

提出了一种非耦合开关电容ＣｕｋＤＣ－ＤＣ变换器（ＳＣＣｕｋＤＣ－ＤＣ变换器）。与普通ＣｕｋＤＣ－ＤＣ变换器相比，该变换器的输入输出电感可工作在非耦合状态。分析表明，即使开关工作在较大的导通比，该电路不需变压器也可实现大的输入输出电压比；当输入电感工作在ＤＣＭ，输出电感工作在ＣＣＭ时，该变换器可等效为一个Ｂｏｏｓｔ变换器和一个Ｂｕｃｋ变换器级联；开关电容网络的阶数即为普通ＣｕｋＤＣ－ＤＣ变换器中变压器的匝比。实验结果证实了文中的理论分析。

基于临界Buck-Boost的新型单级交直变换器

针对现有可高压输入单级交直变换器功率因数校正单元磁性器件数量偏多的问题,本文提出了一种基于临界Buck-Boost和LLC谐振电路的单级交直变换器,所提变换器在实现功率因数校正(PFC,power factor correction)的基础上,既保留了LLC谐振电路软开关的优良特性,又实现了开关管和Buck-Boost电感的磁集成。本文在详细分析所提变换器工作原理的基础上搭建了一台100 W的样机。其中,样机额定工作状态下功率因数(PF,power factor)值为0.974、总谐波失真(THD,total harmonic distortion)为17%、效率为90.6%,所得结果验证了所提变换器的优良特性。

反激式功率因数校正LED电源设计

为解决目前市场上的LED电源功率因数低、电流谐波大且工作效率低下、电源发热量大、易损坏的缺点,文中介绍了一种采用反激式拓扑的单级功率因数校正LED驱动电源.该电源在临界导通模式下实现了功率因数校正和对LED灯的恒流驱动,电路采用单级PFC结构简化了电路结构,采用零电压开关技术降低了开关管的开关损耗.文中对电路工作原理做了详细的说明,给出了临界导通模式下开关管导通时间、开关频率的计算公式以及影响功率因数的因素.实验结果表明,该电源功率因数大于0.96、效率大于0.9,可高效、可靠地驱动LED灯工作.