交错并联PFC变换器的预测控制研究

针对交错并联图腾柱PFC拓扑在电感电流连续导电模式CCM(Continue Conduction Mode)下,占空比预测控制中系统存在二次谐波以及特定次谐波的问题,设计对特定频率谐波有良好跟踪特性的PR控制器,补偿占空比预测控制的谐波分量。同时,在电压外环中设计陷波器,对特定次谐波进行滤波和反馈补偿。仿真实验结果证明,基于PR控制器与陷波器的占空比预测控制系统,在保留了系统快速动态性的基础上,输入电流很好的得到滤波,电流的THD(Total Harmonic Distortion)值明显减小,谐波含量降低,提高了输入电能的质量,实现PFC功能。

交错并联PFC电源研究与设计

对交错并联PFC电源的工作原理进行分析。通过对硬件电路和控制环路的电压环、电流环进行详细分析和设计,实现了400V/600 W交错并联PFC电源的设计。最后,利用MATLAB仿真软件建立试验模型,得到仿真波形。结果表明,交错并联PFC电源具有输出电压纹波小、功率因数高的特点。

基于GaN器件的高效图腾柱无桥PFC电路设计

GaN器件因其良好的开关性能被广泛应用于图腾柱无桥PFC电路。在电感电流临界连续模式(CRM)下,图腾柱无桥PFC通过合理的控制可以实现开关管全输入电压范围软开关。针对传统电流过零检测(ZCD)电路的控制方式存在控制时序复杂的问题,提出了一种基于电流状态检测电路的软开关控制策略,降低控制的复杂程度;采用交错并联结构降低EMI滤波器的设计压力;并利用解耦磁集成技术将两相电路的功率电感进行磁集成。最终,搭建了一台3000 W基于GaN器件的交错并联图腾柱无桥PFC整流器,通过实验验证了所提电路设计方案的有效性。

汽车无线充电系统设计

基于磁耦合谐振技术搭建了一套完整的电动汽车无线充电系统。初级侧电路中采用交错并联PFC解决谐波污染问题,第一级BUCK电路进行恒功率控制,将直流电输送给全桥逆变电路进行DC/AC变换,得到交流方波电压送至磁耦合谐振机构,次级侧电路进行同步整流滤波,经过第二级BUCK电路后对电池进行三段式充电。通过Simulink对PFC、第一级BUCK以及逆变电路进行仿真并分析验证仿真结果。