一种零电压转换双升压有源功率因数校正变换器

针对双升压功率因数校正(DBPFC)变换器在低电压大电流输入时开关损耗大、效率偏低的问题,提出一种可实现零电压转换(ZVT)的有源DBPFC变换器拓扑。通过增加一个有源辅助谐振支路和适当的控制策略,可以大幅减少主电路开关管和升压二极管的开关损耗,同时并未增大各开关器件的电压应力。详细分析了变换器拓扑在一个开关周期内的工作模态,对软开关实现条件和实现类型进行了理论分析的同时给出了主要的仿真波形。设计了基于该拓扑的原理样机,样机输出波形验证了理论分析的正确性,表明各开关器件均实现了不同类型的软开关,样机效率曲线表明变换器能提升工作效率达到1.2%~2.2%。     

小容量系统功率因数校正技术

为了提高电力电子装置的功率因数,选用一种功率因数校正方案,在电路拓扑方面采用无桥双Boost功率因数校正(2nd DBPFC)电路,降低电路损耗,可提高装置的效率;在控制策略方面采用单周期控制技术,不需要乘法器及输入线电压采样和电压前馈,只需开关管电流峰值信号就能完成对输入电流的控制,控制电路的设计简单.对单周期控制无...     

有源钳位单级隔离型AC-DC功率因数变换器

该文提出一种基于有源钳位技术的单级隔离型AC-DC功率因数校正变换器拓扑,该变换器具有升压和功率因数校正功能,且仅通过单级功率变换实现输入和输出电压的隔离.首先,详细分析该拓扑的工作原理;然后,通过合理设计谐振电感和电容参数,并结合有源钳位技术,降低开关管的电压应力,并实现主开关管和辅开关管的零电压开通和二次侧整流二极管零电流关断;最后,详细推导该变换器关键元器件的设计过程,并搭建开关频率为85kHz的基于SiC功率器件3kW实验样机,对所提拓扑工作原理的正确性和可行性进行实验验证.该变换器能工作于较宽的输入电压范围,具有元器件少、控制方法简单、功率因数高和能量转换效率高等优点.     

新型三电平Buck型功率因数校正器

针对Buck电路输入电流不连续而限制了Buck型功率因数校正技术的应用和发展问题,并考虑多电平拓扑结构的优势,提出了一种新型的三电平Buck型功率因数校正器拓扑结构.该拓扑结构基于输入、输出共地的Buck三电平变换器,在此变换器基础上并联增加了由功率开关、补偿电感和电容构成的补偿环节.新拓扑结构有效地解决了Buck电路输入电流不连续问题.实现了单位功率因数.且开关器件承受电压应力降低一半.控制策略基于单周控制技术,控制电路简单可靠,响应速度快,精确度高.对所提出的新型拓扑结构及其工作模态和控制实现进行了详细的分析,并给出了仿真和实验结果.结果表明校正后功率因数在0.99～1.0之间,验证了所提出的拓扑结构的正确性和有效性.     

基于IR1150的单相高功率因数整流器设计与实现

设计了一种新型单相高功率因数整流器,控制电路采用基于单周期控制的电流连续模式(CCM),功率因数校正芯片IR1150作为主控芯片,无需传统功率因数校正(PFC)电路所需的乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器,简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积。分析了系统的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块如升压储能电感、输出电容、电流环与过电流保护、电压环与输出过电压保护、电磁干扰(EMI)滤波器和噪声干扰的抑制等进行了详细分析与设计。在升压储能电感设计中,采用了一种新型薄铜带工艺绕制的Boost储能电感,有效地减小了高频集肤效应,改善了Boost变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。500W的样机实验表明,该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,功率因数可达0.994。     

新型单相Boost软开关功率因数校正电路研究

针对传统斩波电路开关管工作在硬开关状态时开关损耗大、功率因数低的缺点,提出一种新型的Boost软斩波电路,增加谐振元件电感、电容。通过合理安排电感电流、电容电压过零工作点,辅以合理的触发脉冲,实现了开关管的零电流开通和零电压关断,主续流二极管也同时实现软开关。使用简单的控制电路,电路功率因数达到或接近1,解决了谐波问题,提高了电路效率。详细分析了新提出电路拓扑的工作原理,并进行了仿真和实验验证。     

基于磁耦合的CCM PFC无源无损缓冲电路

提出了一种新型的基于磁耦合的无源无损缓冲电路,该电路能有效抑制主二极管的反向恢复电流,减小开关管开通期间电压和电流的交叠面积,进而提高功率因数校正的效率和减小电磁干扰。缓冲电路中的缓冲电感和电容通过谐振方式进行能量的无损吸收和传递,耦合绕组使得缓冲电感能量复位的条件更容易满足,且缓冲网络并未引入开关管额外的电压应力。详细介绍了缓冲电路的工作原理和关键的无源元件参数设计方法。500 W样机的关键测试波形和效率对比测试结果表明该缓冲电路具有高效率的优点。     

新型宽输出电压PFC电路的设计分析

通常有源功率因数校正电路(PFC)具有恒定的输出电压,但HID灯在启动过程及整个寿命期,灯电压的变化很大。为了提高逆变电路输入输出的转换效率,减少逆变电路中电感的损耗,简化逆变电路的控制,需要PFC的输出电压跟踪灯电压的变化,因此设计新型宽输出电压范围的PFC电子镇流器是十分必要的。该镇流器结合Buck开关变换器和Boost开关变换器各自的特点,采用了分段变电路结构控制方法。为了减少开关损耗和功率二极管的反向恢复损耗,采用零电流开通的临界电流控制策略,实现了高输入功率因数。采用PFC级输出电压与灯特性匹配,且转换效率高的新型电子镇流器,具有电压应力低,使用开关器件少,电感导通损耗小,电感尺寸小的优点。实验结果验证了理论预期的正确性。     

基于Matlab设计的软开关型APFC电路

将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合,组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC)电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流,并在软开关条件下实现功率因数校正。基于Boost型功率因数校正电路,利用改进型ZVT(Zero Voltage Transition)实现软开关。电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关断的,辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中,选用平均电流控制方式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出负载)的选取方式,仿真结果表明,功率因数可达0.9976。     

三相单开关零电流Cuk型功率因数校正器的研究

提出了一种新颖的三相Cuk型高功率因数校正电路。在电路拓扑中采用三相全桥整流桥和单管功率开关实现高功率因数和低谐波电流输入；同时在中间储能电容(过渡电容)上串联一电感以及在续流二极管上并联一小电容，使得电路工作在复合谐振状态，从而获得零电流开关。文章分析了电路的工作原理，仿真验证了理论分析结果，同时一个2kW的试验电路验证了结论的正确性。该电路具有输出电压调节范围宽、功率因数和效率高等特点，具有很好的实用化前景。