采用耦合电感的交错并联电流临界连续Boost PFC变换器

电流临界连续模式(CRM)的Boost功率因数校正(PFC)变换器具有输入功率因数高,二极管零电流截止等优点,采用交错并联技术可以有效降低输入电流脉动和输出电容电流有效值,有利于输入滤波器的设计,提升变换器的效率。本文将两路交错并联的CRM Boost PFC变换器的两个独立电感反向耦合,以进一步减小电感的体积和重量。本文首先介绍耦合电感的基本原理,分析耦合电感对变换器开关频率、输入电流纹波已经磁链的影响,然后讨论了满足最低频率限制和电感不饱和的条件下,耦合电感的设计方法。耦合后最低开关频率仍满足要求且电感匝数可以减小。最后进行实验验证。     

断续模式无桥Boost PFC变换器的研究

相较于传统的Boost PFC变换器,无桥Boost PFC变换器省略了开关管前的整流桥,大大提高了变换器的效率。首先主要讨论电流断续模式下无桥Boost PFC的工作原理,推导理想状态下其PF的表达式和电感的计算,探讨实际工作中电路寄生参数对电感电流畸变的影响。然后针对DCM Boost PFC仅适用于中小功率场合这一缺点,引入了交错并联技术,提升了电路的功率量级。最后分别完成了单路500 W和两路交错1 kW的变换器样机实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

单相双重并联交错Boost PFC的实现

基于控制器L4981A和脉宽调制器SG3525A产生移相驱动信号，实现了一种单相双重并联交错Boost PFC电路，升压电感分别采用分立电感和耦合电感。仿真与试验结果表明，该PFC电路具有良好的校正效果。小的输入电流纹波，低的功率开关电应力，而且采用耦合电感时既可减小磁芯材料的体积，又可降低整个PFC功率部分的成本。     

基于UCC28070单相双重并联交错式Boost PFC的设计

叙述了电感电流连续模式下的单相双重并联交错式Boost PFC的原理.与传统的Boost PFC比较,分析了明显减小输入输出电流纹波的原因.采用单芯片UCC28070实现2 kW的PFC,减少电流谐波,提高了输入端的功率因素.     

临界导电模式下的交错式PFC电路的分析

研究了临界导电模式(Critical Conduction Mode,简称CCM)下的交错Boost功率因数校正(PFC)电路,交错技术可有效降低输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器的尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。详细分析了CCM下交错Boost PFC电路的工作原理,并设计了主电路。实验结果证明,交错Boost PFC电路具有良好的功率因数校正效果。     

单相功率因数校正变换器输入电流过零畸变分析与抑制

分析了功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流过零畸变产生的原因,指出电网频率、电感电流滞后角及电感大小都将对输入电流过零畸变产生影响,并通过仿真验证了分析结果。将交错技术可以在等效减小电感量的同时减小电感电流纹波这一特性应用于Boost PFC电路,提出一种利用交错并联技术解决单相PFC变换器输入电流过零畸变的方法。通过仿真验证了该方法的有效性。     

交错并联Boost PFC变换器设计

Boost PFC变换器引入交错并联技术后有效地降低了器件的电流应力、输入电流纹波和磁性元件的体积。介绍交错并联技术的原理,分析应用该技术的Boost PFC电路的具体工作模态,理论上推导了电感值的设计原则,通过详细地损耗分析给出了器件优化的方法。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。     

交错并联三绕组耦合电感高增益Boost变换器

针对光伏、燃料电池等新能源发电系统所需的高升压比的应用场景,提出一种交错并联三绕组耦合电感高增益Boost变换器。以交错并联的控制方式减小了耦合电感原边电流纹波,切分了占空比从而减少了各开关管导通时长,交错并联的开关管与输出开关管在电路结构上实现了电压钳位,不会出现电压尖峰。桥式倍压单元缓解了二极管反向恢复问题。交错并联耦合电感双原边的构造提高了变换器的工作可靠性。另外,基于该变换器还拓展出交错并联 绕组耦合电感高增益Boost变换器和n耦合电感交错并联n桥式倍压高增益Boost变换器。围绕所提变换器的工作原理及稳态性能进行了深入分析。且在理论分析的基础上通过实验平台制作了一台功率为500 W的样机验证了其准确性。     

耦合电感在交错并联功率因数校正变换器中的应用

基于交错并联PFC变换器中两分立电感的减小会导致输入电流纹波的增大,电网频率的提高会使波形系数变差,提出采用耦合电感代替分立电感方法,并分析了耦合电感在正向及反向耦合方式下,不同耦合度对交错并联变换器特性的影响,指出适当的正向耦合有助于提高变换器的电流上升斜率。仿真结果表明：耦合电感对减小电流纹波,改善波形系数有很好的效果。     

交错控制双输入Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析

多输入Boost变换器较传统并联方式工作的Boost变换器而言,具有体积小、成本低、增益高、控制方式灵活等优点,因此在新能源联合分布式发电系统中具有广阔的应用前景.但由于多输入Boost变换器存在多个输入电压及功率开关管,导致其供能模式及输出纹波电压较传统Boost变换器要复杂得多.为给多输入Boost变换器的分析和设计提供正确的理论指导,该文对采用交错控制的双输入Boost变换器供能模式及输出纹波电压进行深入研究.研究结果发现,电感L1存在完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能模式(IISM)和断续导电模式(DCM)三种供能模式;电感L2存在连续导电模式(CCM)和DCM两种供能模式.推导出各供能模式的临界电感,得到各供能模式的输出纹波电压解析式,据此给出双输入Boost变换器参数设计方法.实验结果验证了该理论分析的正确性.     

耦合电感式新型交错Boost软开关变换器研究

提出一种新型的耦合电感式交错并联Boost软开关变换器的拓扑结构,并对相应控制方法及耦合电感耦合系数进行设计。该变换器利用耦合电感漏感与开关管输出电容之间的谐振,令开关管在占空比大于0.5时实现零电压开通,在占空比小于0.5时实现近似零电流开通,降低了开关损耗;而且没有添加额外器件,不会对变换器功率密度造成影响。详细给出了电路拓扑结构、工作原理及工作过程分析,对表征电路能量传递的有效占空比进行了讨论,对影响软开关效果的耦合电感耦合系数进行了分析与设计,最后在SIMetrix环境下进行仿真,并搭建了250 W原理样机,仿真与试验结果验证了理论分析的正确性。     

分立电感无桥Boost PFC拓扑的谐振现象研究

通过实验、仿真和等效电路模型分析方法对分立电感无桥Boost PFC电路电感电流上叠加有高频谐振电流的现象做出了详细的分析和研究,指出高频谐振是PFC分立电感与电路的寄生电容组成LC振荡回路所引起的,确定了谐振电流的路径和谐振频率的大小。同时对比分析了不同电感结构的无桥Boost PFC电路,指出分立电感结构是无桥Boost PFC电路产生高频谐振的重要条件。     

PFC/PWM复合控制芯片ML4824及其应用

由于传统两级有源功率因数校正(PFC)有两套控制电路和至少两个开关管,增加了电路的复杂度和成本.采用PFC/PWM复合控制芯片.可改善两级电路的缺陷.在研究复合控制芯片MIA824的基础上,设计完成了一个带PFC的开关电源,其前级采用平均电流控制的Boost型PFC电路,以提高电源的功率因数;后级采用新型不对称半桥(Asymmetrical Half Bridge,简称AHB)拓扑的PWM电路,以提高电源效率.证实了该方法的可行性和实用性.     

一种谐振升压式开关电容变换器的改进

分析了一种谐振升压式开关电容直流变换器存在的问题,提出了改进方法,即输出采用电感恒流方式,输入和输出增加了EMI滤波,从而降低了输出纹波,提高了变换效率,改善了负载特性.在此分析了电路工作波形图,用RLC电路响应规律、等能量和等电荷方法,解出输出电压、变换效率和充电平均电流,这种改进的谐振型变换器在较大范围内可通过调频...     

一种新颖的软开关双向DC/DC变换器

提出了一种新颖的双向DC/DC变换器,降压时采用移相控制ZVZCS-PWM全桥功率变换,控制简单,效率较高,升压时采用带变压器隔离的Boost变换器,利用Boost变换器与推挽变换器的级联,通过一种控制策略,去掉冗余元件,得到一种新颖的升压电路拓扑.这种升压变换器通过Boost和隔离变压器的两级升压,适合应用在初、次级电压等级相差较大的场合.升压时,通过引入耦合电感能量反馈辅助电路,实现所有开关管的软开关.重点分析了双向DC/DC变换器升压时的工作过程,并研制出一台实验样机,实验结果与理论分析一致.     

带耦合电感的双向DC/DC变换器电路分析

利用双向DC/DC变换器电路,实现了不间断电源(UPS)蓄电池充放电系统中能量的双向流动及直流总线电压的稳定,从而提高了系统效率;通过添加耦合电感,使DC/DC变换器具有高升降压比,从而减少了铅酸蓄电池的单体个数,降低了UPS系统的总成本。在此,分析了一种带耦合电感的双向DC/DC变换器电路;详细分析了变换器的工作原理和主电路参数设计,通过仿真与实验验证了该方案的可行性。     

单周控制单相BoostPFC积分时间常数的影响

作为一种新型控制方式,单周控制已广泛用于功率因数校正(PFC)电路中.单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现.然而模拟电路积分时间常数易受电路参数的影响,因此对单周控制单相Boost PFC中积分时间常数的变化对电路工作的影响进行了分析.其结果表明,积分时间常数的变化使整流桥后的电感电流引入了直流分量,从而引起了电流畸变.仿真与实验结果证明了理论分析的正确性.     

大功率用改进型ZCT-Boost DC/DC变流器

为了适应较大功率DC／DC变流器的需要,提出了一种改进型的零电流转换．脉宽调制Zero Current Transition Pulse Width Modulation,ZCT-PWM）Boost变流器。通过在电路中增加两个辅助开关管和两个小电感．运用简单的控制策略,不仅实现了变流器主管和两个辅管的ZCT,主管和辅管的电流应力较传统的零电流开关（zero Current Swith,ZCS）电路有明显减小,有效地减小了导通损耗,同时也实现了输出二极管的软换流,解决了二极管反向恢复的问题。文中将详细分析该变流器的工作原理,并通过实验结果验证理论分析。