CRM Boost-PFC电路的改进COT控制

针对临界导通模式(CRM)Boost-PFC电路开关管开通电压大导致开通损耗高、开通时d u/d t大导致电磁干扰(EMI)的问题,提出一种改进的软开关恒定导通时间(COT)控制方法。电路的开关管自适应地在低输入电压瞬时值时实现零电压开通(ZVS),在高输入电压瞬时值时实现谷底导通,降低开关管的导通电压,减小了导通损耗;降低导通时开关管的d u/d t,改善了电路的EMI性能。分析CRM Boost-PFC电路及所提控制方法的原理和工作过程,并探讨所提控制方法对电路EMI特性的影响,开展关键参数设计。最后,通过仿真和实验给出了样机的输入输出特性曲线、效率曲线和EMI特性曲线,验证所提控制方法的有效性。

临界Boost-PFC电路的简化变导通时间控制研究

针对传统恒定导通时间控制的临界Boost-PFC电路存在明显交越失真的现象,导致网侧特性较差的问题,提出了3种简化的变导通时间(VOT)控制策略。对所提3种VOT控制策略进行详细的对比分析,最后进行计算机仿真和200 W样机实验验证。计算机仿真和实验结果均表明,所提3种VOT控制策略均能有效改善电路的网侧特性,并能提高电路的效率。

双Boost-PFC稳压控制策略研究

提出一种基于非线性的调节方法,设计均压环,解决PFC输入电流谐波增大以及母线电压超调明显、震荡时间过长造成升压控制不稳定的问题。

升压型Boost-PFC电路的频率反走临界电流控制

临界导通工作模式下的Boost PFC电路在交流输入电压过零点附近出现开关频率过高和过零点交越失真,导致电路开关损耗增加和总谐波失真增大,为此在恒定导通时间控制基础上,提出了一种电流控制频率反走的控制策略。通过在交流输入电压过零点附近将电路从临界工作模式切换到断续工作模式的方式,降低电路在交流输入电压过零点附近开关管的工作频率,提高变换器效率;并增大交流输入电压过零点附近时电路的开关管导通时间,增加电感储能,使得二极管在交流输入过零点附近仍能导通,改善过零点交越失真。仿真和实验结果表明:运用电流控制频率反走控制策略后,在交流输入电压过零点附近,电路通过切换到断续工作模式,降低了工作频率,增大了开关管导通时间。Boost PFC电路效率得到提高,电路的总谐波失真减小。

一种三电平BOOST-PFC结构的正弦波恒流调光器的技术研究

介绍恒流调光技术的发展及趋势,介绍一种新型三电平升压型功率因数校正(BOOST-PFC)结构的正弦波恒流调光技术,并在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了该技术调光器主电路。仿真结果表明,相比传统的H桥交-直-交变换型正弦波恒流调光器,本文研究的恒流调光器具有效率高,功率因数高,谐波小,成本低等优点。

LED液晶电视电源中BOOST-PFC的设计

针对传统开关电源功率因数低、电源谐波高的缺陷,提出了一种有源BOOST-PFC电路结构。介绍了BOOST-PFC的工作模式、功率因数校正和电路拓扑结构的工作原理,并对电路的元器件进行了选型,采用NCP1607实现了BOOST-PFC电路。利用提出的原理图和计算出的参数,制作了BOOST-PFC变换器模块,并将该电路在LED液晶电视电源中进行了试验验证。试验结果表明,其电流波形能很好地跟踪电压波形,电感上电流波形图有很好的正弦包络,且随着输入电压的增加,输出电压稳定在385 V左右,功率因数值大于90%,最大可达99.5%,从而验证了理论分析和参数设计的正确性。

BOOST-PFC驱动电路的搭建

为了减少电力电子装置引起的谐波污染,加入PFC控制策略是一种最为有效的方法。分析了普通BOOST PFC的基本原理和关键技术,搭建了一台100W的PFC硬件电路,进行了实验验证,并与不带功率因数校正的驱动电路进行实验比较,给出了实验结果。结果表明,与不带功率因数校正的驱动电路比较,该电路的性能大为改善,功率因数大为提高。

基于单周期控制的Boost-PFC变换器的研究

论述了单周期控制技术的基本原理,应用单周期控制芯片IR1150制作了一台原理样机,并进行了实验论证。实验结果证明,单周期控制Boost PFC变换器具有功率因数高、效率高、结构简单、工作稳定等优点。

断续模式下的半无桥Boost PFC变换器设计

半无桥Boost功率因数校正(PFC)变换器凭借其桥臂无直通风险的优势,广泛应用于军工、医疗等高可靠性应用场合。电流断续模式(DCM)下,Boost PFC变换器具有零电流开通、二极管无反向恢复等优点。针对传统控制方式下输入电压过高导致的电流畸变和功率因数降低等问题,首先在恒定占空比控制的基础上详细推导了变占空比的控制方式,从而在全范围内提高功率因数。其次,为解决传统的半无桥Boost PFC变换器使用2个功率电感带来的系统体积、占板面积大等问题,采用完全解耦的磁集成方式来提高功率密度。最后,搭建了1台150 W基于完全解耦磁集成的半无桥Boost PFC变换器,实验验证了所提方案的有效性。

全占空比范围三电平功率因数校正控制策略

针对三电平Boost PFC变换器不同工作区域控制器参数难以整定的问题,提出了一种全占空比范围的控制策略。首先根据不同占空比区间,选取电感电流和输出电压建立全占空比下的统一状态空间方程;然后运用移相180°的交错控制方法,减小变换器输出电压和电感电流纹波;再设计比例型电压平衡控制器实现中点电位平衡;最后通过PSIM搭建TLBP变换器电路仿真模型,仿真结果表明相比传统平均电流控制,所提控制策略的输出电压纹波明显减小、电感电流波形无明显畸变,所提策略具备可行性和有效性。

基于UCC28070单相Boost-PFC变换器设计

本文叙述了电感电流连续模式下的单相Boost-PFC的工作原理,对主要元器件的选型进行了推导计算,详细介绍了UCC28070外围电路的参数设计。采用单芯片UCC28070实现800W PFC,减少电流谐波,提高了输入端的功率因数。实验结果表明,采用该方案的PFC电路,控制简单、功率因数高、效率高等优点。

基于PFC控制的船舶充电装置设计

根据某船舶充电需求,本文提出一种基于PFC控制的高功率因数、隔离性的充电装置设计方案。详细介绍了Pfc-boost拓扑结构电路、隔离斩波拓扑电路及DSP芯片的外围硬件电路。通过实验仿真验证,该方案能够满足设计目标,实现稳定输出。

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。

混合工作模态的高功率因数无桥Buck PFC变换器

AC-DC降压型功率因数校正PFC(power factor correction)变换器广泛应用于低压场合,为解决该类拓扑因输入电流死区导致功率因数PF(power factor)低、输入电流总谐波THDi(total harmonic distortions of input current)高的问题,首先引入Buck-Boost单元以构建1种高PF的混合工作模态降压型无桥PFC变换器,其在正、负半个工频周期分别工作在Buck和Buck-Boost模式。虽然Buck-Boost单元效率低于Buck单元,但所提变换器在负半工频周期运行于Buck-Boost模式,可以避免输入电流死区以提高PF并降低THDi。在正半工频周期运行于Buck模式,变换器仍保留Buck单元的高效率优势。其次,通过分析所提无桥变换器工作模态与PF值来证明变换器的高PF特性。最后,通过仿真实验,验证所提变换器的可行性和理论分析的正确性,并比较所提变换器与传统Buck PFC变换器的性能。

无桥DBPFC变换器的虚拟超局部优化控制策略

针对传统平均电流控制的无桥Dual-Boost功率因数校正(DBPFC)变换器存在功率因数低、总谐波失真大、动态响应速度慢以及输出电压纹波较高等不足,文章提出一种虚拟超局部优化控制策略。通过坐标变换的方法建立了变换器在虚拟dq模式下的工作模型,实现对电流的无静差跟踪,并在此基础上设计了一种超局部优化控制策略,改善了基于数学模型设计的电流控制器对参数变化及内、外部扰动敏感的缺陷,克服控制器对参数的依赖。仿真和实验结果表明,文章所提虚拟超局部优化控制的无桥DBPFC变换器的功率因数可达0.996,总谐波失真为4.93%,且具有良好的动态响应能力和较高的电能质量水平。

三态Boost PFC变换器的高功率因数和轻载效率提升方法研究

工作于伪连续导电模式(pseudo-continuous conduction mode,PCCM)的三态Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器采用传统解耦控制,在输入电压增大时,存在功率因数较低的问题。文中结合三态Boost PFC变换器具有两个控制自由度的特点,从变换器的输入电流表达式出发,提出一种三态Boost PFC变换器的变占空比正弦参考电流控制方法,采用变占空比控制变换器的主开关管,正弦参考电流控制续流开关管,并对变换器参数和控制环路进行设计。相比于传统解耦控制的,变占空比正弦参考电流控制的三态Boost PFC变换器具有更高的功率因数,同时也具有快速动态响应与宽负载范围的优点。在此基础上,针对三态Boost PFC变换器轻载效率低的问题,提出混合模式控制方法提升其轻载效率。最后,通过一台400W的实验样机验证理论分析。

基于改进平均电流控制的Boost PFC变换器研究

针对平均电流控制的Boost PFC变换器存在动态性能不够理想等问题,基于平均电流控制的Boost PFC变换器,通过引入一个前馈补偿环节对传统平均电流控制进行优化。首先对平均电流控制的BoostPFC变换器进行了理论分析,并通过Simulink模块搭建了BoostPFC变换器电路模型,再搭建了平均电流控制和带前馈补偿环节的平均电流控制模型分别进行仿真,最后对仿真结果进行分析。通过仿真对比分析发现,在平均电流控制引入前馈控制方式后,提升了系统功率因数,提高系统响应能力和稳定性。

谷值V2控制Boost PFC变换器快时标分岔现象抑制

为抑制Boost PFC变换器中的快时标分岔现象,采用频闪映射的方法对变换器建立数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真软件绘制出电感电流的时域波形图和频闪采样图进行分析。施加谷值V2控制对变换器中的快时标分岔现象进行抑制,将传统斜坡补偿控制快时标分岔和谷值V2控制进行比较分析,仿真结果表明:在同等参数条件下谷值V2控制的控制效果较优于斜坡补偿控制,且谷值V2控制具有瞬态响应快、工程应用实现简单等优点。

基于背靠背结构的三电平PFC变换器研究

背靠背结构具有共模噪声小的特点,且在拓扑运行时,其中2个开关管可同时驱动,可在一定程度上达到降低控制复杂度的效果,而三电平技术可在一定程度上降低其开关管电压应力与器件损耗,为降低传统三电平器件数量,利用背靠背结构进行推导,提出一种基于背靠背结构的三电平PFC变换器(three-level converter with back-to-back,TLBTB)。从拓扑推导、工作原理及损耗分析等部分验证TLBTB的拓扑可行性,其采用传统PI控制与SPWM的调制方法对拓扑进行仿真验证,表明该拓扑较传统三电平拓扑的损耗等性能有所改善,且较两电平电路更适用于大功率应用。

单相在线式UPS设计

设计了一款单相在线式UPS系统,系统主要由Boost FPC电路、全桥逆变电路及备用电池切换电路组成。阐述了Boost PFC电路、全桥逆变电路的工作原理、关键参数计算、控制器设计方法等。搭建了整个UPS系统的Simulink的仿真模型,给出了主要信号和关键指标的仿真结果,验证了设计的正确性。