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。

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。

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。

低输入电感电流纹波二次型Boost PFC变换器

针对Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电感电流纹波大、电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题严重的缺点,提出将二次型Boost变换器应用于PFC变换器,简称二次型Boost PFC变换器,并分析其电路工作模态。当输入电感工作于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)时,根据储能电感的工作模式(CCM和断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)),将CCM二次型Boost PFC变换器分为CCM-CCM二次型Boost PFC变换器和CCM-DCM二次型Boost PFC变换器。分析不同交流输入电压等级下CCMBoost PFC变换器和二次型Boost PFC变换器的输入电感电流纹波和占空比变化范围。结果表明,与CCM Boost PFC变换器相比,CCM二次型Boost PFC变换器减小了输入电感电流纹波和占空比变化范围。最后,通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

平均电流控制的Boost PFC变换器最恶劣传导EMI频谱分析

平均电流控制的Boost PFC变换器可能工作于电感电流在半个工频周期内全连续、部分断续和全断续的模式,且不同工作模式下,变换器的传导EMI频谱存在差异。为了分析变换器的最恶劣传导EMI频谱并简化EMI滤波器的设计,首先给出变换器不同工作模式的输入电压和负载条件,并给出开关管漏源极电压的波形。通过分析开关管漏源极电压的各次谐波幅值特性指出,传导EMI开关频率基波的最恶劣情况出现在电感电流全连续的工作模式下,其它次谐波的最恶劣情况出现在负载较轻的条件下。

一种新型无桥Boost PFC电路

提出了一种新型无桥Boost PFC电路,该电路通过在2nd Dual Boost PFC(2ndDBPFC)的基础上增加两条耦合支路来实现升压二极管的自然关断和开关管的ZCS,大幅度提高了整机的效率。本文详细分析了该变换器的工作原理,讨论了实现开关管ZCS和升压二极管自然关断的条件,一台300W的实验样机验证了理论分析的正确性。由于DB PFC的输入母线直接与电感相连,导致很大的EMI,本文的新型无桥Boost PFC电路很好地解决了EMI的难题,Saber仿真结果表明该电路与传统Boost PFC电路的共模干扰几乎相等。

具有快动态响应和低输出电压纹波的二次型BoostPFC变换器

为了提高功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器对负载变化的动态响应性能,同时消除输出电压二倍工频纹波,本文将二次型Boost变换器应用于PFC变换器中,并分析了其工作原理。根据主电路电感的工作模式,可以将二次型Boost PFC变换器的工作区域划分为四个区域:CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM,本论文重点研究了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波特性及其动态性能。研究结果表明,与传统DCM Boost PFC变换器相比,二次型DCM-DCM Boost PFC变换器可消除输出电压的二倍工频纹波,降低输入电感电流峰值,且提高了负载动态响应速度,极大地降低了输出电压超调量与跌落量。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。

改进型无桥Boost PFC软开关技术的研究

在分析无源无损缓冲电路拓扑结构的基础上,为了降低开关损耗,进一步提高效率,提出了在改进型无桥Boost PFC(Power Factor Correction,PFC)的基础上增加非最小电压应力电路网络。在理论分析和仿真验证的基础上,研制了一台300W的实验样机。结果表明改进后的无桥PFC电路拓扑具有通态损耗低、电流采样简单,不仅能实现开关管的零电压关断和零电流导通,同时续流二极管实现零电压导通和零电流软关断。

基于单周期控制的改进型无桥boost PFC电路研究

整流桥在传统的PFC(PowerFactor Correction,PFC)电路拓扑中不可或缺,但其所需元件数量较多,通态损耗问题严重,电路的转换效率受到极大的制约。boost PFC电路是一种升压转换电路,在此拓扑结构基础上,文章构造了一种改进的无桥boost PFC电路,介绍了其工作模式,采用单周期控制算法在仿真平台上验证了该电路的有效性。仿真证实了所提出结构和控制方法的可行性,得到输出电压更平稳,控制简单但效率更高。

适用于低电压输出的单级式无桥buck-boost PFC变换器

传统的boost型功率因数校正变换器需要额外1级DC-DC变换器才能实现低电压输出,而buck型拓扑由于在电网电压低于输出电压时没有输入电流而导致电流畸变很大,因此buck-boost型拓扑就成为在低电压输出场合实现单级式功率因数校正的优先选择。相较于经典的级联式buckboost功率因数校正变换器,文中所提出的单级式无桥buck-boost拓扑所需的半导体器件数量更少,且导通回路中的功率器件个数也大大减小,从而可以降低导通损耗;加上引入了耦合电感提高了电压衰减率,因此特别适合低电压输出场合;采用了单周期控制作为功率因数校正的控制方法,具有更好的动态性能,而且电路实现中无需乘法器,还可以进一步简化控制电路、降低成本。仿真结果表明,所提的拓扑工作原理可行、结构简单;采用单周期控制实现的功率因数校正功能可靠、电流畸变率低、功率因数高。

Boost PFC带恒功率负载控制方法的研究

恒功率负载在电力系统中所占的比重越来越大,而为保证带恒功率负载的BoostPFC变换器稳定运行的控制方法尤为复杂。利用输入输出线性化方法构造出一种适宜恒功率负载的控制方法,并通过研究发现BoostPFC变换器的输出电压纹波与负载成比例关系,进而提出通过测量纹波变化预测出负载功率变化,利用预测得到的负载功率代入控制方法可实现BoostPFC变换器带恒功率负载的稳定运行。PSIM数字仿真实验结果表明,该方法具有良好的动、静态特性,输入电流能精准跟踪输入电压,电流波形光滑;负载跳变时,动态响应快,输出稳定,表明该方法对负载具有良好的鲁棒性。

单周期控制无桥Boost PFC电路分析和仿真

传统有源功率因数校正电路中导通器件多,通态损耗大,不适于中大功率场合应用。新颖的单相功率因数校正电路——无桥Boost拓扑,其结构简单,效率高。文中基于无桥Boost电路,提出一种单周期控制方法,它不需要检测输入电压信号且不需使用乘法器就能实现功率因数校正。单周期控制电路简单可靠,又降低了成本。文中分析了无桥Boost电路及单周期控制的工作原理,并导出了控制系统的稳定性条件。

一种新型无桥Dual—boostPFC软开关技术研究

本文研究了一种非最小电压应力无源无损软开关PWM变换器，与具有最小电压应力的PWM变换器相比，它具有电流应力更小，效率更高的优势。作者分析了非最小电压应力无源无损电路网络的无桥Dual—Boost功率因数矫正（Power Factor Correction，PFC）变换器的工作模态，并且给出了相应的参数设计。仿真结果证实了该方案的可行性。

全输入电压范围高功率因数脉冲序列控制DCM Boost PFC变换器

定占空比控制DCM Boost PFC变换器的开关管导通占空比固定,存在输入电流畸变,导致输入功率因数较低。为实现DCM Boost PFC变换器的单位功率因数,需要根据输入电压与输出电压调整占空比,由于运算复杂,低成本的数字控制难以实现。提出了一种DCM Boost PFC变换器的脉冲序列(pulse train,PT)控制方法,以离散化的方式拟合变占空比函数,运算量小,适用于采用低成本的数字控制芯片。实验结果表明,PT控制DCM Boost PFC变换器具有比定占空比控制DCM Boost PFC变换器更高的PF和更低的输出电压纹波。

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。

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。

基于交错并联Boost PFC电路的开关电源设计

传统的开关电源技术存在功率因数小、效率低、体积大、发热严重以及易对电网造成污染等缺点,无法满足现代电子设备的供电要求。新型开关电源采用交错并联Boost功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路以半桥谐振变换器作为主拓扑结构,通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)实现变频控制,采用同步次级整流技术提高次级整流效率,降低了对电网的污染,使用方便,可以节省能源。

电流断续模式Boost PFC峰值电流控制

峰值电流控制是Boost PFC(升压功率因数校正)变换器常用的一种控制方式,但大多用于电流连续模式(CCM)。电流断续模式(DCM)使用正弦峰值拟合曲线时,存在电流的平均值曲线不能为正弦、功率因数(PF)较低问题。为此,文章通过推算DCM模式下的电流特性,修正了峰值拟合曲线;使用该峰值曲线进行控制,不仅可提高功率因数,而且在一定程度上构成了对电感电流的闭环控制,提高了电路的可靠性。PSIM仿真和样机实验结果证明了该方法的有效性。

基于前馈电流控制斜坡补偿的Boost功率因数校正零交越失真研究

该文提出了一种前馈电流控制的斜坡补偿方法,将该方法引入到临界导通Boost功率因数校正(PFC)转换器的设计中,以减小零交越失真问题,改善谐波电流和频率对系统的限制。基于临界导通Boost PFC转换器的拓扑结构,理论分析了前馈电流控制斜坡补偿技术对脉冲宽度调制(PWM)信号占空比的调制作用,推导出补偿斜率与输入线电压的关系式,迫使线电压零交越点附近的电流跟随电压变化。仿真和测试结果表明,该方法可有效抑制零交越失真现象,提高系统的动态性能,尤其在高频及轻负载情况下。测得Boost PFC转换器的总谐波失真(THD)仅为3.8%,功率因数0.988,负载调整率3%,线性调整率小于1%,效率达到97.3%。有效芯片面积为1.61×1.52 mm2。

基于ST L6562的120W PFC线路设计与实现

为了使AC/DC电源在满足IEC61000-3-2谐波标准的同时能够实现低成本、高性能,对单级功率因数校正技术(PFC)的需求越来越紧迫,特别是小功率场合。本文按照不同划分原则对PFC技术分类讨论,指出单级PFC技术适用于小功率场合,是PFC技术在小功率应用中发展的必然趋势,同时也是目前PFC技术研究热点。选择临界导电模式(CRM),利用意法半导体(SGS-THOMSON)公司推出的功率因数控制芯片L6562设计一款性价比高的PFC线路,结果表明该电源系统的功率因数提高到0.98以上,总谐波含量低于2.5%,符合IEC61000-3-2谐波电流限制标准.