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。

Boost-Flyback单级PFC变换器

设计Boost-Flyback单级功率因数校正(Power factor correction,PFC)变换器主要应着眼于两点:一是功率因数(Power factor,PF)值要求;二是直流母线电压。为了给设计提供依据,本文详细推导了其功率因数及储能电容电压表达式,分析了它们与电路参数的关系,定量地给出变换器达到所需PF值的条件,指出当后级Flyback工作在电流断续模式(Discontinuous current mode,DCM)时,储能电容电压不随负载变轻而上升,避免了功率器件电压应力过高的问题。最后设计了PF>0.9的原理样机,通过实验验证了分析的正确性。

一种高效率单级PFC变换器的LED照明驱动电路

提出一种基于Buck-Boost变换器与Flyback变换器有机结合的单级LED驱动电路,通过增加隔离变压器漏感电流流通通路,将漏感能量回馈到输入端,提高了变换器的工作效率,同时消除了开关管电压尖峰,无需RCD吸收电路,改善了电路的EMI（electromagnetic interference）。详细分析了该单级PFC变换器的工作原理,给出了变换器关键参数的设计依据。此外,当Buck-Boost和Flyback同时工作在电感电流断续模式（discontinuous current mode,DCM）时,中间储能电容电压不随负载变化而变化,避免了开关器件因电压飙升而损坏开关管的现象。最后,搭建了交流85－265 V输入、50 V/160 mA输出的原理样机,通过实验验证了分析的正确性。

一种带原边电流控制的单级LED驱动电源的设计

在输入输出需要隔离的LED照明应用中,传统控制环路中均用到体积较大的光耦元件传递副边反馈信息,但这种控制降低了电路的响应速度,增大了LED驱动电源的体积,降低了功率密度,同时光耦的电流传输比易受到外界温度的影响。为了减小电路尺寸、降低成本以及降低温度对驱动电源的影响,采用基于无光耦原边控制的带漏感能量回馈支路的Buck-Boost-Flyback单级功率因数校正(PFC)变换器作为LED的驱动电源,这样既降低了成本,又提升了驱动电源的性能。分析了该单级PFC变换器的关键工作过程,并对核心元件参数值进行了具体的数学推导,设计了输入市电在85~265 V、50 V输出的8 W原理样机,通过实验证实了分析的正确性。

抑制单级功率因数校正变换器中电容电压的方法

本文分析了单级功率因数校正变换器存在储能电容电压过高的内在原因,提出了抑制电容电压应力的几种方案,并进行了电路分析和仿真试验。根据实验和电路分析结果,串联充电、并联放电方案和电感电流临界工作模式方案,在抑制储能电容电压方面是两种最优的解决方案。