An Improved Non-isolated LED Converter with Power Factor Correction and Average Current Mode Control

A new type of high power LED drivers is proposed by adopting an improved two-stages non-isolated configuration. In order to improve power factor and achieve accurate average current control under universal input voltages ranging from 100 Vrms to 240 Vrms, the power factor correction and average current mode control methods operating in continuous current conduction mode are designed and implemented. With the LUMILEDS emitter type LEDs, a laboratory prototype is built and measured. And from the measured results, it could be concluded that the proposed driver has many better performances such as high power factor, low current harmonic, accurate average current control and switch protection.

一种无桥高增益单级LED驱动电路及其混合控制策略

中小功率的LED驱动电源中,传统两级LED驱动电源存在体积大、成本高以及传统Boost PFC电路在低压输入时导通损耗大等问题。为此提出一种由无桥二次型Boost PFC电路和DC-DC LLC电路集成的无桥高增益单级LED驱动电路,实现了高电压增益、功率开关器件软开关、一套控制电路和高电路转换效率。针对单级电路在电网输入电压变化引起直流母线电压变动范围大等问题,设计一种适用于所提电路的APWM-PFM混合控制策略,并对混合控制原理和控制过程进行详细分析。最后设计一台200 W的实验样机,在输入电压80~120 Vrms范围内,占空比最大为0.5,最大电压增益为6.7,直流母线电压基于网侧特性和LLC电路特性设计在700 V以内,样机的功率因数值均高于0.990,THD均低于15%。在满载条件下,110 Vrms输入时,样机效率为93.20%,相比于传统无桥PFC,电压增益提高了2.21倍,实现了高电压增益和软开关,有效提升了在低压输入条件下的电路转换效率。仿真和实验结果验证了所提出电路和控制方法的有效性。

基于功率因数控制的高效充电桩设计与实现

本研究旨在设计和实现基于功率因数控制的高效充电桩系统,以满足电动汽车充电需求的快速发展。文章通过设计系统的硬件和软件,成功实现了一个稳定、高效的充电桩系统。实验结果显示,充电桩具高效、稳定的充电性能,能够满足不同型号电动汽车的充电需求。

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。

无输入电压检测的高频PFC技术及应用研究

为了解决家用空调室外机谐波干扰和满足负载对直流电压的需求,驱动板一般采用单相Boost型功率因数校正电路(Power Factor Correction,PFC)。随着功率密度要求的提升,对板载小感量高频PFC技术的需求日益紧迫。提出一种无需输入电压检测的高频PFC控制方案,通过电感电流锁相环控制完成对输入电压相位的跟踪,采用双闭环控制算法完成仿真与实际验证。对比传统的方案具有省略输入电压采样,电路更优化,算法更简便等优势。最终应用在3 P柜机空调上进行验证,其额定运行时功率因数均可达到0.99以上,谐波电流满足国标要求,可靠性试验等验证满足实际使用要求。

高功率因数PWM整流器综述

对高功率因数PWM（Pulse Width Modulation）整流器从主电路拓扑结构、控制策略等角度进行了叙述,分析介绍了当前各种控制技术的优缺点及应用场合,展望了高功率因数PWM整流器在电力系统中的应用前景。

基于STM32的三相高功率因数整流器

针对二极管不控整流和相控整流电流波形畸变严重、谐波分量大、功率因数低等问题,建立了三相PWM整流器的低频等效数学模型,设计了电压、电流双闭环PI控制器,制定了合理的PWM控制策略,并通过实验对整流器模型、控制器和控制策略进行了验证。实验结果表明,本文设计的整流器交流侧电压和电流波形基本同相,即网侧功率因数高。说明PI控制器的稳定性较高,控制策略设计合理。

基于滞环控制的三相高功率因数整流器

目前大多数整流装置使用二极管或晶闸管整流,这些整流方式存在谐波污染大、功率因数低的问题。针对谐波问题提出了很多方法,如有源滤波、多重化技术,但这些方法没有从根本上解决谐波问题。三相高功率因数整流器不产生谐波,且可在高功率因数下运行,控制方法也较为灵活。在此介绍了该整流器主电路结构及其控制方法,详细分析了用滞环比较策略产生开关管控制信号的方法。用Matlab对该控制方法进行仿真,验证了方法的可行性。

高功率因数整流电路电流波形控制的研究

利用DSP控制方法对输入电流波形进行控制,可有效实时补偿系统的谐波电流源和电压源,同时控制电源和整流电路中的高次谐波.理论计算和实验结果均表明:高次谐波补偿效果好,可使整流电路的功率因数接近于1.该控制方法可应用于大功率整流电路的谐波补偿.

基于重复控制的单相整流驱动系统高功率因数实现方法

针对传统单相不控整流供电的调速系统存在的网侧功率因数低、畸变严重以及电机转矩脉动问题,本文提出一种基础重复控制的永磁同步电机(PMSM)驱动系统高功率因数实现方法,该方法拟实现以下目标:1)调节PMSM转速;2)优化网侧电流品质;3)提高网侧功率因数。分析了母线电压波动有效值与网侧功率因数之间的关系,得出降低母线支撑电容与网侧电流的内在联系,进而推导出整流侧功率、支撑电容功率和逆变侧功率的关系函数。此外,为了满足逆变侧功率随网侧电压二倍频周期性波动,引入重复控制器实现对正弦周期性内环q轴电流的高精度跟踪。最后,基于双15 kW的PMSM对拖调速系统实验平台进行实验验证与分析。结果表明,所提方法可实现驱动系统的三大控制目标,同时降低母线支撑电容可降低驱动系统成本和压缩体积。

数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器研究

根据航空电源系统中AC-DC静止变流器的应用需要,设计了一套数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器系统。传统的直接电流控制方法由于被控量是交流信号,因而存在着相位静差问题,本文采用基于dq同步旋转坐标变换的空间矢量控制方法,实现了输入电流与输入电压间的相位无静差控制,实现了高功率因数目的;针对三相四线结构输出串联电容均压问题,本文提出了输出串联电容均压环与中线电流环串联的双闭环控制方法,实现了输出串联电容均压控制。最后在理论分析与仿真的基础上搭建了3kW原理样机,仿真和实验结果均验证了该系统控制方法的正确性与可行性。

基于d-q变换的400Hz三相四线高功率因数整流器

针对航空400 Hz三相四线的高功率因数整流器系统进行分析,应用d-q旋转坐标变换控制策略实现输入电流基波与输入电压相位的严格一致,从而达到了输入电流零静差的控制目的,同时通过调整0轴的参考值来实现对输出串联电容的均压控制。最后通过实验验证了理论分析的可行性。

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。

应用高频开关变换器的有源功率因数校正控制方法的分析

有源功率因数校正技术在提高功率因数、降低线路损耗、节约能源、减少电网谐波污染、提高电网供电质量正发挥越来越大的作用。本文介绍当前有源功率因数校正控制方法，分析了它们各自特点，提出了进一步提高该技术性能，发展先进的现代控制策略的思路。

25kV高精度直流负高压源设计

介绍了一种用于工业分析的高精度直流负高压电源,电源输出电压25 kV,最大输出电流100 mA。电源通过BOOST电路校正功率因数和调节电压,用移相全桥把直流电逆变成高频方波,然后经高频变压器升压后倍压整流得到直流高压。用特殊材料和工艺设计制作的高频高压变压器解决了分布参数影响和绝缘耐压等难题,满足了高频高压和大功率输出的需要。实验运行表明:该装置输入功率因数高、输出电压稳定、纹波系数小。

基于MATLAB的高功率因数整流器仿真实验平台研究

以三相PWM整流电路为例,利用MATLAB的Simulink建立了仿真实验平台,将具有一定功能的模块群进行封装,用户不必了解其内部结构,只需了解其功能,输入相应参数,把各个功能模块按照原理连接即可观察结果,每个模块都可以进行移植,通过仿真验证,对工程中的三相可逆PWM整流器设计有实际意义。

三相T型滤波并网逆变电源的网侧电流直接控制技术

并网逆变电源是新能源分布式发电、微型电网系统中的关键装置。为了利用较小的电感量就能获得低谐波含量的高质量馈网电流,通常在逆变电源与电网之间接入T型滤波器,然而,T型滤波网络为三阶无阻尼系统,易发生谐振。本文提出了基于同步旋转坐标系下的网侧电流反馈作为外环和基于同步旋转坐标的电容电流反馈作为内环的网侧电流直接控制策略,对该方案进行了系统建模和稳定性分析,研究了T型滤波网络与控制器参数之间的优化关系。通过仿真和实验验证,该控制策略既能使并网逆变电源输出电流的相位与电网电压相位完全一致,又可抑制系统振荡,增加系统稳定性,同时又具有良好的稳态和动态性能,保证了向公共电网输送的电能质量符合IEEE 929—2000标准要求。

单周控制的三相三开关高功率因数整流器

谐波污染已引起世界各国的高度重视。功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法。本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的PFC控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作。完成了7kW三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

基于滞环控制的电力变换器设计

由于现代电力电子技术的发展,各种非线性器件的广泛应用,使得畸变电流对电网的污染越来越严重。针对电力变换器造成电网谐波污染问题,在理解变换器的电路、控制等基本原理的基础上,根椐电流跟踪控制原理,以高性能的DSP芯片作为电力变换器的控制器,设计了电流滞环控制系统,对变换器输入电流进行了实时的控制并进行了系统仿真和系统测试,实现了系统的高功率因数和输入电流的正弦化。

基于单级电子镇流器的新型触发电路

LCC串并联谐振变换电路与Buck-Boost有源功率因数校正电路构成的单管荧光灯单级电子镇流器,由于开关器件既要承受Buck-Boost有源功率因数校正和LCC串并联谐振变换电路的最大电压,又要负载输入和输出电流,需要有良好性能的触发电路.本研究用二极管嵌位方法使触发信号过零,得到了一种具有快速上升沿、下降沿和过零特征的触发电路.采用该触发电路的电子镇流器,能减少开关器件的开通与关断时间,降低开关损耗,开关器件的寿命更长,效率达到91%,功率因数大于0.99.