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。

基于二次型Buck PFC变换器的无频闪无变压器LED驱动电源

提出了一种基于二次型Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的无频闪无变压器LED驱动电源,分析了其工作原理和工作特性。它由共用一个开关管的两个Buck变换器级联构成,其中前级Buck变换器实现PFC功能,后级Buck变换器调节LED电流。该电源无需使用高降压比的变压器也可以驱动低正向导通电压的LED,它只使用一个控制器不仅实现了PFC功能,而且极大的降低了流过LED的二倍工频电流纹波,从而实现无频闪。最后通过7W的实验样机验证了理论分析的正确性。

基于多路隔离驱动电源的Buck PFC变换器

电能质量决定着多路隔离驱动电源的稳定性和效率,为此设计了一种Buck型功率因数校正(PFC)变换器,该变换器以UCC29910A为控制芯片,通过分析Buck PFC变换器架构原理和Buck电路工作过程,确定了电感、变压器等相关器件参数,并采用平均电流控制策略实现了功率因数校正的目的。利用Simplorer和Ansoft仿真软件对该控制策略下的功率因数校正效果进行仿真研究,并制作了一台80 W试验样机对理论分析的可行性和有效性进行验证。验证结果表明,该变换器在通用线路电压输入范围内可获得95%以上的功率因数,满足IEC61000-3-3规范的要求。

高效率低THDI三相六开关Buck PFC整流器设计

研究的12扇区五段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略具有器件电压应力更小、开关损耗低、输入电容电压纹波和输出电感电流纹波小的优点。基于该策略,分析了三相六开关Buck PFC整流器模态切换,推导了功率器件电压、电流应力及输入、输出滤波器的设计准则,为器件的选取和参数设计提供理论指导。通过1 kW试验样机,验证了12扇区五段式SVPWM三相六开关Buck PFC整流器具有高功率因数(PF)、低输入电流谐波(THDI)和高转换效率的良好性能。

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。

单周控制新型Buck-PFC变换器

针对传统直接电流控制Boost-PFC变换器存在着输出电压高、检测量多、控制电路复杂等问题,提出了一种基于单周控制技术的新型Buck-PFC变换器。该变换器主电路拓扑结构新颖,控制电路简单,与传统的直接电流控制相比,不需要检测变换器输入和输出电压,去除了电压传感器和乘法器,响应速度快、精确度高。最后给出了变换器的仿真和实验结果,结果表明校正后功率因数接近1,总谐波失真度低,验证了所提出的变换器拓扑结构和控制策略的可行性和有效性。

单周控制三相单管ZCS BUCK型PFC电路研究

以BUCK型直流变换器为例,详细研究了单周控制理论及采用单周控制技术的电路特点。并阐述了系统特性,同时给出了电路设计及实验结果,得出了一些有益的结论。

DCM Buck-PFC电路的临界电感与波形畸变

研究了Ｂｕｃｋ 变换器用于功率因素校正时输入电流波形的畸变，找出了功率因数及波形畸变的决定因素；分析了Ｂｕｃｋ－ＰＦＣ电路的工作原理和临界条件，并推导出了临界电感的计算公式，为工程设计提供了计算依据；最后还给出了一个设计实例及其仿真和实验结果。

单级Boost桥式PFC变换器的Buck启动策略研究

单级桥式功率因数校正(power factor correction,PFC)AC/DC变换器结构特点,导致启动过程中输入电感中电流较大,容易发生过流,影响系统的可靠性。结合有源钳位单级PFC变换器结构特点,提出一种基于Buck模式的启动策略,通过改变启动过程中开关管的开关时序,有效抑制输入电感过流。该策略具有不增加主电路复杂程度、不改变电路正常工作状态、不影响系统性能等优点。介绍启动过程,建立简化模型,并在此基础上分析启动过程中输入电感电流的变化情况,设计启动占空比,最后进行实验研究。实验结果验证了理论分析的正确性,表明该策略能够有效抑制单级桥式PFC变换器启动过程中输入电感过流。

用Buck-Boost变换器实现PFC和半桥驱动输出

基于Buck Boost变换器工作的基本原理,提出了一种功率因数校正(PFC)和半桥输出相结合的电路结构;并给出了相应的控制方式。理论分析求出了电感取值的边界条件。由于该电路能够实现降压输出,因而降低了对所有功率开关管的耐压要求。

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。

基于SIMULINK的BUCK型PFC装置仿真

借鉴“整体电路”的概念 ,在完成整流滤波的同时 ,实现三相功率因数校正的功能 .对最普遍三相六开关BU CK型电路拓扑结构进行仿真 ,讨论和分析了该类型电路的控制策略 ,并给出仿真曲线 .结果表明

Buck-Boost PFC软开关电路分析

分析了两种单相软开关电路的等效性及应用范围,给出了一种Buck-Boost软开关电路.仿真结 果表明,该电路可实现输出升降压式功率因数校正,同时可实现开关器件的软开关.

三相零电流单开关Buck-PFC的研究和设计

随着人们对电能质量的要求越来越高,PFC电路的应用也越来越广。三相PFC在大功率三相电路中用途广泛。文章对三相ZCS单开关Buck-PFC拓扑进行了研究,对其控制方法进行了改进。研究了校正电容三角形接法时的拓扑特性,结合控制的改进在保证输出功率的前提下优化了THD。推导了变换器的损耗模型,通过Matlab绘制了占空比和效率关系曲线。选取合适的控制区间从而使效率和THD得到优化。最后制作了一台实验样机,实验结果证明了理论的正确性。

两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器

提出两开关伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)Buck-Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制策略。利用两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器电感惯性模态所提供的一个额外控制自由度,可实现单位功率因数控制,并明显改善传统单开关Buck-Boost PFC变换器、两开关连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck-Boost PFC变换器和两开关不连续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)Buck-Boost PFC变换器的性能。与两开关DCMBuck-Boost PFC变换器相比,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器减小了电感电流纹波。仿真与实验结果表明,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器的负载动态响应速度明显快于传统的两开关CCM和DCM Buck-Boost PFC变换器。

单开关Buck-Flyback功率因数校正变换器

针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于输出电压时,变换器工作于Flyback模式,消除了传统Buck PFC变换器的输入电流死区,进而降低了输入电流谐波。分析工作在断续模式的单开关Buck-Flyback PFC变换器的输入电流特性,理论分析表明,该变换器可在全电压输入范围内获得高功率因数与低总谐波失真率,满足IEC 61000-3-2 C类法规对输入电流各次谐波的要求。最后,通过一台96 W实验样机验证理论分析的正确性。

一种新型小功率降压PFC电路的性能研究

提出一种新型降压PFC电路,阐述其工作原理,通过仿真实验获得了开环条件和闭环条件下该电路的性能参数,并和传统CRM升压APFC电路作对比研究。实验验证了该新型降压PFC电路在低压小功率范围内比CRM升压APFC电路效率更高,而且使输出电压降到80 V以下,能有效抑制输出电压纹波,极大地减小了器件应力。

新型降压PFC与CRM升压APFC的性能比较研究

分析了一种新型降压PFC电路,并对比传统临界导电模式(CRM)升压APFC电路,通过仿真实验得到两种电路的性能参数。实验证明该新型降压PFC电路在低压小功率范围内较CRM升压电路有更高的效率,它使输出电压降到80V以下,能有效抑制输出电压纹波,极大地减小了器件应力。但THD,PF值等参数明显劣于CRM升压电路,有待进一步提高。

功率解耦型无电解电容PFC电路并联补偿控制

提出了一种并联补偿控制策略,应用于功率解耦型无电解电容功率因数校正(PFC)电路,实现了去除电解电容、提高使用寿命和可靠性的目的。首先以升压型双向Buck/Boost变换器作为功率解耦电路,提出了基于固定占空比的并联补偿控制策略,并对其补偿特性进行了分析。而后在定占空比控制策略基础上提出了一种并联补偿控制策略,该控制策略相比较于传统的控制策略,结构简单、实现容易,而且响应速度快,系统调整时间短,负载电压纹波对负载功率变化不敏感,可实现无传感器的低成本功率解耦。为了进一步减小功率器件耐压,将降压型双向Buck/Boost变换器引入功率解耦方案,应用该文所提出的控制策略进行控制,同样实现了PFC电路去除电解电容的目的。最后对该文所提出的并联补偿控制策略进行仿真和实验研究,结果验证了该控制策略的有效性。

通信电源中单相Buck功率因数校正器的研究

研究了断续电流模式(DCM)下单相Buck电路作为功率因数校正器的拓扑电路和工作原理,给出了实现功率因数校正的临界条件和临界电感的计算公式;分析了输入电流产生畸变的原因和影响畸变程度的主要因素;分别用功率匹配法和等效电流源法对该电路的输出电压纹波进行了分析,总结了输入电流畸变与输出电压纹波的定性关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明单相Buck功率因数校正器(即单相Buck PFC)可以满足通信电源对功率因数的要求。