开关频率与电源频率比值较小时单周期控制PFC变换器的建模及稳定性

针对运行于开关频率与基波频率比值较小条件下的单周期控制功率因数校正(PFC)变换器,通过建立其大信号和小信号模型,并进行分析,揭示了单周期控制PFC变换器存在的基波相移问题、功率极限问题,在此基础上推导了系统稳定运行的必要条件,分析了系统的稳定工作区;给出了滤波电感值的选定方法和电压控制器的设计方法;仿真和实验验证了理论分析的正确性。建立的分析模型及得出的系统稳定运行的必要条件,对应用于较高基波频率场合的单周期控制PFC变换器的设计具有重要参考价值。

数字控制的单周期PFC整流器的设计与分析

单周期控制作为一种简单有效的非线性控制方法,广泛应用于高功率因数整流器。该文研究一种基于单周期控制的三相三开关功率因数校正(power factor correction,PFC)整流器,基于状态空间平均法研究了三相整流器的控制规律,针对单周期控制下输入电流的奇次谐波问题,提出一种改进的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)方法,通过改变比较器的输入调制信号,消除了传统单周期控制方法所带来的输入平均电流中的奇次谐波,并进行了稳定性分析。最后,提出一种数字控制的PFC实现方案。实验结果表明,该文所提出的控制方法使三相整流器输入电流的谐波含量明显降低,功率因数和电能质量得到提高,且有良好的动态响应性能。

基于IR1150S与UC3854的Boost PFC变换器比较

研究了单周期控制技术在Boost PFC变换器中的应用,回顾了传统的平均电流控制技术,对基于UC3854和IR1150S的Boost PFC变换器的电路结构、工作原理、设计过程以及性能进行了详细的比较,并制作了两台实验样机进行实验验证。结果表明,基于IR1150S的Boost PFC变换器在保持了良好性能的同时,还有电路结构简洁,设计过程简单,成本低等优势。

直驱型风电系统单周期控制的并联Boost PFC变换器分析与设计

直驱型风力发电系统采用三相不控整流桥与带有大容量电容器的电压源电流控制型逆变器并网发电,电能变换电路向永磁同步发电机中注入了大量低频谐波,增加了系统损耗,减少了系统功率容量。提出了一种将两组Boost电路并联,并采用单周期技术加以控制的方案。仿真结果表明,该方案实现了对永磁同步发电机的输出进行功率因数校正、降低发电机电流的谐波含量、提高系统功率容量的目标,从而验证了该方案的可行性和正确性。

单周期控制PFC变换器的输入电流畸变研究

分析单周期控制单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路中传统单边调制方式对输入电流波形的影响,揭示输入电流中低频奇次谐波与调制方式之间的关系。在此基础上,提出以三角波作为载波的双边调制方法,使得开关周期内电感电流上升与下降的过程都得到控制,从而摒除了单边调制带来的输入电流低频奇次谐波,提高了电流质量。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性,验证了双边调制单周期控制功率因数校正的可行性。

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。

一种新型平均电流模式单周期PFC电流环补偿方案

针对平均电流模式单周期PFC(功率因数校正器)电流环的设计要求,提出了一种基于高跨导OTA的电流环补偿方案.该方案可在保证频率特性精度的同时,将传统方案中所需高精度外置电阻改为内置电阻,降低了芯片的使用成本,提高了集成度.通过仿真验证了方案的可行性.

单周期控制在变速恒频风力发电中的应用

在几种典型的变速恒频风电系统中,抽取3种基本电路单元:Boost变换器、三相PWM整流器和三相PWM并网逆变器,分别介绍了单周期控制在3种电路单元中的应用,并对单周期控制的改进方法和硬件实现进行了讨论,为单周期控制在变速恒频风力发电系统中的进一步研究和应用提供参考。

单周期控制PWM整流器的研究

单周期控制(OCC)具有抗电源扰动能力强、动态响应快、鲁棒性强、恒频控制等优点,而被广泛应用在各类变换器中。单周期控制PWM整流器与传统控制PWM整流器相比,不需要检测输入电压、不需要锁相环电路和其它同步电路,只需检测输入电流和输出电压,用模拟器件就可实现控制策略。具有电路简单、成本低、可靠性高等优点。提出基于单周期控制单相PWM整流器,理论和仿真实验证明控制策略的有效性和实用性,实现了变换器的输入端单位功率因数。

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究

分析了单周控制三相4线制3开关3电平(VIENNA)整流器的基本原理。该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单,并且可以物理解耦成输出并联的3路单相3电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态)情况下,整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性。

单周期控制的三相三电平VIENNA整流器输出中点电位分析及控制方法研究

三相三电平VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位(neutral point clamped,NPC)结构变换器一种,具有电路结构简单、开关电压应力小、输入电流谐波含量低、可实现输入单位功率因数校正等优点,适合应用于高压中大功率场合。同时,三相功率因数校正(power factor correction,PFC)整流器的单周期控制方案因其控制简单,无需乘法器及采用输入电压受到广泛研究。输出中点电位波动是NPC结构变换器的一个固有问题,以基于单周期控制的三相三电平VIENNA整流器为研究对象,详细地分析整流器输出中点电位波动机理,根据单周期控制方案的特点,提出在三相输入电流采样中注入三次谐波电流分量,同时分析三次谐波电流注入后对整流器输出中点电位的影响,给出三次谐波电流最佳注入系数。在此基础之上,向传统单周期控制系统中继续引入均压环路,使得最终改进后的三相三电平VIENNA整流器单周期控制系统一方面可以提高整流器直流母线电压利用率,另一方面可以有效抑制中点电位的直流和交流波动。仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于整流器输出中点电位平衡控制的有效性。

四级交错单相有源功率因数校正器的研究

在家用变频空调等应用中,功率因数校正器(PFC)的功率等级越来越大。多级交错PFC可以有效地降低电源纹波电流,简化电感设计和提升系统效率。文中在描述这种PFC单周期控制原理基础上,提出了一种基于IGBT电流的电流合成方法,分析了四级交错并联PFC中IGBT占空比与纹波电流关系、输出滤波电容纹波电流和开关频率调制原理,并采用Matlab/Simulink进行了全面的仿真分析。为验证理论分析和仿真分析,基于RENESAS最新推出的模拟控制器R2A20104,设计和实现了额定输出功率8.0kW的四级交错PFC。结果表明,采用单周期控制、电流合成原理实现并联交错有源PFC是可行的,具有很好的输入端纹波电流抑制效果,且电感设计简化,并能提升系统效率。

改进的单周期控制的三相功率因数校正电路

传统的单周期控制的三相功率因数校正电路在轻载时不稳定,这增大了电流谐波含量对系统很不利。本文对这一缺点进行改进,引入一个虚拟电阻,输入电压通过该虚拟电阻产生虚拟电流,实际的检测电流与这个虚拟电流之和与锯齿波比较,产生开关控制门信号。最后应用MATLAB/SIMULINK分别对重载和轻载以及在这两者之间突变时进行仿真,仿真结果表明在改进的控制下,系统轻载时可以实现单位功率因数并且能稳定运行。

航空单相高功率因数整流器研制

根据单周期控制的基本原理,优化设计了电压反馈环的控制参数,结合航空电气的特点设计了电感参数,并进行了相应的数字仿真,仿真结果显示系统具有良好的抑制扰动的能力。实验结果表明,系统的输入电流能很好地跟踪输入电压,实现了高功率因数。

单周期控制技术在高功率因数整流器中的应用

介绍了单周期控制技术的基本原理,推导出了单周期控制的三相电压型PWM整流器的新型控制律,给出了电路参数的设计方法。实验结果表明,整流器的功率因数能够达到0.99以上,THD在10%以内,并具有优良的动态性能。

基于IR1150S的PFC控制电路设计

IR1150S是一种新型的单周期控制芯片,它采用单周期控制技术,改变了以往依靠乘法器、输入电压采样等芯片的控制方式,简化了控制结构,减小了控制装置的体积。着重对IR1150S控制的PFC控制电路进行详细分析,并在此基础上用MatLab/SIMULINK软件进行了仿真,仿真结果达到了功率因素较正的目的。