四级交错单相APFC的EL模型无源控制

传统线性控制策略的有源功率因数校正器(APFC)电流响应慢,动态性能和均流效果较差。针对以上缺陷,根据四级交错APFC功率电路拓扑结构,建立了电流连续模式下变换器的Eul-er-Lagrange(EL)数学模型,证明了四级交错APFC的无源性,采用状态反馈和阻尼注入的方法设计了无源控制器,并给出了仿真和实验。结果表明,所提控制方案在负载变化范围较宽的应用场合中,电流的动态响应快速,输出直流电压保持不变,很好地实现了APFC的功率因数校正和直流恒压输出功能,均流效果良好,每级APFC的电流偏差低于平均电流的10%。该控制方案不需要比例积分环节,控制简单,对输入电压,负载及系统元件参数的扰动具有较强的鲁棒性。

采用双模拟控制器的大功率功率因数校正器设计

为了提高单相有源功率因数校正(Power Factor Corrector,PFC)电路的功率等级并满足谐波电流限度标准IEC 61000-3-2与IEC 61000-3-12,需要采用多级交错PFC结构。在分析了交错PFC的单周期控制、电感电流合成、电流均衡、电压环设计和电流环设计基础上,采用两只RENESAS推出的模拟控制器R2A20104设计和实现了8 kW四级交错的PFC。试验结果表明,四级交错PFC能够满足谐波电流限度标准,可以作为大功率家用空调、通信电源等前级PFC的首选方案,具有功率器件电流应力成倍下降、网侧纹波电流抑制和高性价比等优点,能够提高效率2%以上。