一种实用Boost型有源功率因数校正电路的设计

功率因数校正电路是提高线路功率因数的有效方法。在分析APFC工作原理的基础上,采用L6561设计了一款升压型APFC电路,经实验验证,该校正电路可以把功率因数提高到0.99。将其应用于小功率金卤灯电子镇流器中,可以提高线路的稳定性,延长电子镇流器的使用寿命。

集成式GaN单开关管功率因数校正变换器

传统的降压型功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器由于存在高谐波电流的缺点,较难满足IEC61000-3-2 C类限值,其应用受到很大限制。文中设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器,该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PFC变换器组成,其中降压和反激PFC变换器采用输入并联和输出并联连接方式共用一个GaN开关管和控制电路,降低变换器成本。集成式变换器在临界导通模式(critical conduction mode,CRM)恒定导通时间(constant on time,COT)控制下,反激单元消除了降压输入电流死区的影响,利用降压和反激PFC变换器的优势和GaN开关管的优异性能,变换器可以在宽电压输入范围下实现高效率和低总谐波失真。文中介绍了电路结构和工作原理,通过PSIM(power simulation)仿真验证理论推导的正确性,最后搭建了满载效率为94.1%的120 W样机,验证了该方案的可行性。

临界电流模式图腾柱无桥功率因数校正换相谐振抑制

工作于临界电流模式下的图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路因其无整流桥损耗、电感体积小、易于实现软开关而得到广泛关注。然而,在输入电压过零点处,工频管之间的换相时刻,电感会与工频管的结电容产生谐振,相应地,电感电流和直流母线电压因此会存在高频振荡。电感电流振荡会加剧输入电流畸变程度,而母线电压上的高频尖峰由于振荡频率高,后级DC-DC变换器难以抑制而传递至负载,导致敏感负载无法正常工作。该文分析线性开关在主动栅极电路中抑制振荡的工作原理,基于线性开关的特性提出三电平驱动方式来抑制图腾柱无桥PFC换相谐振,降低输入电流总谐波畸变率(THD)的同时实现对直流母线的高频尖峰的抑制,在2kW满载工况下,将输入电流THD降低1%,母线电压尖峰高频分量峰值由2.83V减小至0.01 V以下。实验结果表明,该文所提出的三电平驱动方式可以有效抑制临界电流模式图腾柱无桥PFC的换相谐振。

单相无桥功率因数校正变换器拓扑族推演回顾与性能分类总结

随着多种节能标准与低碳政策的实施,单相无桥功率因数校正(power factor correction,PFC)拓扑受到更多关注。目前,虽然多种无桥拓扑已被提出并被应用于不同应用场合,但尚未有文献系统地概述这类无桥PFC拓扑结构特点并开展拓扑性能分析。该文通过将双变换单元进行输入并联输出并联(input-parallel output-parallel,IPOP)、输入并联输出串联(input-parallel output-series,IPOS),提出无桥拓扑族系统推演方法以及无桥拓扑IPOP与IPOS的分类。同时,以6种变换单元为例,推演28种无桥拓扑并作相关拓扑概述,说明无桥拓扑族系统推演方法的普适性。其次,通过对称性与对偶性,进一步简化无桥拓扑族的器件数量。然后,筛选出12种主要无桥拓扑与传统有桥拓扑比较,并分别介绍12种无桥拓扑性能特点。最后,基于性能对比结果,归纳IPOS与IPOP两类拓扑的优缺点与适用场景。

一种高功率密度集成的实现浪涌抑制的功率因数校正电路

单相功率因数校正器在需要实现高功率因数、低电流谐波的场合得到了广泛的应用,但是为了提升电路可靠性,需配置浪涌抑制电路,增加了系统体积和质量,在需要高功率密度场景中应用困难。本文设计了一种集成恒流充电浪涌抑制的断续模式功率因数校正电路,实现了高度的集成化,并通过数字控制器集成浪涌抑制算法实现逻辑控制,可省略外接复杂的浪涌抑制电路,极大地降低了电路体积和质量。分析断续模式的交错升压型功率因数校正电路在高功率密度应用场合的优势;阐述变占空比控制的工作机理和优势;最后,搭建了输出功率1 000 W的实验电路,验证设计的有效性。

Buck型单开关整合式功率因数校正变换器

传统的Buck功率因数校正PFC(power factor correction)变换器存在谐波电流大的缺点,限制了其应用范围。提出并分析了一种Buck型单开关整合式功率因数校正变换器。该变换器由一个Buck PFC变换器和一个Buck-Boost PFC变换器通过一个开关管整合而成,简化了控制;同时,采用恒导通时间控制,消除了Buck PFC变换器输入电流的死区;结合Buck和Buck-Boost变换器的优势,在全输入电压范围下可以实现高功率因数和高效率。介绍并分析了该变换器的电路结构、工作原理、稳态特性以及设计思路,最后,搭建了一台56 W的实验样机,验证了分析结果的正确性。

SiC MOS在有源功率因数校正电路中的应用

为了提高开关电源的工作频率,降低开关损耗,减少电磁污染等,采用第三代半导体功率器件SiC MOS代替传统的Si MOS,同时采用有源功率因数校正技术来提高开关电源的利用率。该文分析了整个电路的工作原理,利用Matlab仿真软件对电路进行了仿真。仿真结果表明,在开关电源中使用SiC MOS可以提高开关频率,降低开关损耗,提高电源的利用率。功率因数可达0.998以上,负载上输出的直流电压稳定,纹波电压误差小。

一种基于SiC的并联交错式图腾柱无桥功率因数校正变换器

传统有桥功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器具有成本低、控制简单等优点,但其效率会受到不可控整流和非双向结构的影响。为了有效提升PFC变换器的效率并减少电路中半导体数量,提出一种基于SiC器件的并联交错式图腾柱无桥PFC变换器结构。首先,研究并联交错图腾柱无桥PFC变换器的电路模型与工作模态;然后,分析该PFC变换器的工作原理及控制策略,给出电路器件与电路参数的选择设计方法,采用工频电流过零点畸变的抑制策略有效抑制电流纹波;最后,设计并制作额定功率6.6 kW的样机。样机体积为1311 cm^(3),功率密度达到5.015 W/cm^(3),计算效率达到95%,证明了该PFC变换器具有低开关器件容量、高功率传输密度和功率双向流动的优势。

基于有源功率因数校正的电动汽车直流充电系统接入对电网谐波的影响研究

随着电气化交通在全球的日益普及,电动汽车与其相关的充电设施大规模接入电网。为此,提出了一种基于有源功率因数校正的直流充电系统架构及其综合控制方法。首先,通过控制双向交流/直流转换器实现电动汽车充电电流的有源功率因数校正,以及光伏发电并网和储能系统的协同调度。然后,研究了用于多模式车外直流充电模式,并提出了基于快速充电的智能控制方法以减少电动汽车充电对电网的恶性影响。研究结果表明,所方法实现了通过多模式充电改善电网电能质量的要求,并且实现了可再生能源高效利用。

升压型功率因数校正变换器的改进线性自抗扰电压环控制

为进一步提高升压型功率因数校正变换器的抗干扰能力和动态响应性能,提出了一种基于线性自抗扰(linear active disturbance rejection control,LADRC)的改进控制策略。在线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的基础上引入广义扰动补偿算子(generalized disturbance compensation operator,GDCO)使观测器快速预估补偿扩张状态,在不引入高频噪声的前提下提高了观测器的灵敏度,为电压外环控制器增加了自由度。详细分析了不同GDCO参数对系统抗扰性能和动稳特性影响,并给出了参数选择方法。搭建了1kW的升压型功率因数校正变换器样机,并进行了仿真和实验验证,结果表明相比于电压外环采用传统PI控制或线性自抗扰控制,所提LADRC-GDCO控制可在同样网侧电流谐波下,进一步提升了变换器的动态响应和抗干扰能力。

积分复位控制三相六开关Boost型功率因数校正

提出一种积分复位控制的三相六开关Boost型功率因数校正电路 ,在讨论积分复位控制原理的基础上 ,根据三相六开关Boost型功率因数校正在a b c坐标下的等效模型 ,推导出实现单位功率因数所需的控制方程 ,并用简单的电路进行实现。积分复位控制三相功率因数校正电路具有结构简单可靠 ,控制思路清晰 ,控制效果好的特点。

一种改进型双升压功率因数校正电路

针对双升压功率因数校正电路(dual boost power factor correction,DBPFC)输入电压采样和电感电流采样困难,控制电路复杂的问题,提出一种改进的DBPFC拓扑。该拓扑在MOS开关管的源极正串一个肖特基二极管以阻塞MOS开关管的体二极管,既可以采用电阻采样法来进行电感电流平均值取样,优化了控制电路设计。详细分析电路在一个开关周期内的工作模态和MOS开关管寄生电容对电路工作模态的影响,给出电路的重要仿真波形。对电路的功率损耗和效率进行了理论分析和对比。设计了基于该拓扑的实验样机,样机输出波形表明该电路抗扰动能力强,能够快速准确地实现功率因数校正。样机效率曲线验证了理论分析的正确性,表明电路在宽电压输入宽功率输出时均能取得良好的工作效率。

一种零电压转换双升压有源功率因数校正变换器

针对双升压功率因数校正(DBPFC)变换器在低电压大电流输入时开关损耗大、效率偏低的问题,提出一种可实现零电压转换(ZVT)的有源DBPFC变换器拓扑。通过增加一个有源辅助谐振支路和适当的控制策略,可以大幅减少主电路开关管和升压二极管的开关损耗,同时并未增大各开关器件的电压应力。详细分析了变换器拓扑在一个开关周期内的工作模态,对软开关实现条件和实现类型进行了理论分析的同时给出了主要的仿真波形。设计了基于该拓扑的原理样机,样机输出波形验证了理论分析的正确性,表明各开关器件均实现了不同类型的软开关,样机效率曲线表明变换器能提升工作效率达到1.2%~2.2%。

高效率通信电源系统中的功率因数校正策略

随着通信技术的不断发展,通信数字设备对于电力能源的需求量也迅速增加。高效率通信电源正逐渐成为通信技术领域中相关设备的主要供能系统。如果高效率通信电源系统中存在谐波电流,则会降低功率因数,进而影响电源效率。因此,必须要采取相应的策略校正功率因数。对高效率通信电源系统进行了深入探讨,分析了功率因数校正技术,并阐述了功率因数校正技术在高效率通信电源系统中的应用策略。这些策略有助于提高通信电源系统的功率因数和电源效率,从而充分发挥高效率通信电源系统的作用。

新型功率因数校正技术在通信开关电源中的应用研究

随着通信技术的迅猛发展和智能设备的普及,人们对通信开关电源的要求越来越高。通信开关电源作为电子设备的能量供应来源,其效率和稳定性对设备的正常运行至关重要。功率因数校正技术是一种用于改善电力系统功率因数的方法,研究其在通信开关电源中的应用具有重要意义。文章阐述传统技术在功率因数校正方面的局限性,提出新型技术的实现方式,讨论影响功率因数校正技术性能的因素,包括电源负载特性、输入电压波动、系统拓扑和控制算法、外界干扰以及环境条件等。结合谐振电路、有源滤波器以及变频调速技术的功率因数校正方案的应用案例,分析新型功率因数校正技术的应用场景。

2kW有源功率因数校正电路设计

有源功率因数校正可减少用电设备对电网的谐波污染,提高电器设备输入端的功率因数。详细分析有源功率因数校正APFC(active power factor corrector)原理,采用平均电流控制模式控制原理,设计一种2 kW有源功率因数校正电路。实验结果表明:以TDA16888为核心的有源功率因数校正器能在90～270 V的宽电压输入范围内得到稳定的380 V直流电压输出,功率因数达0.99,系统性能优越。

一种新型有源功率因数校正器(APFC)的研制

本文讨论了功率因数的定义 ,传统开关电源存在的问提 ,功率因数校正常用的方法 ,特点及实现方法。并提出了一种新型(Boost型 )有源功率因数校正器 (APFC)校正方案的主电路拓扑结构 ,给出了电路的设计方案 ,工作过程 。

有源功率因数校正技术及发展

有源功率因数校正器现在广泛地使用在交一直电源变换电路中,以消除电力系统的谐波,提高功率因数。介绍了有源功率因数校正技术的基本原理和控制方法,最后概括了有源功率因数校正技术的发展趋势。

一种有源功率因数校正电路及控制方法的设计

从开关变换器的基本拓扑结构出发,寻找简单和方便的控制方式。根据正向输出的Buck-Boost变换器工作的基本原理,提出了一种新的功率因数校正电路结构,给出了相应的控制方法,并对其进行了仿真。该电路能够利用电压跟随的方式实现PFC。由于该电路能够实现降压输出,因此降低了对所有功率开关管的耐压要求,有利于提高变换器的转换效率并降低成本。

单级功率因数校正电路及其开关应力分析

文章给出了几种单级功率因数校正电路的拓扑结构,计算和分析了其功率开关管上的电压应力和电流应力。为设计功率因数校正电路选择适宜的电路拓扑结构提供了一种依据。