单相有源PFC开环控制的研究

在单相有源PFC领域,截止目前,出现了多种控制方法,可以归类于开环控制和闭环控制,各有优缺点和所适用范围。在分析一种无需输出电压检测的单相PFC控制原理的基础上,提出和分析了一种只需检测整流桥后正弦半波电压和输出阻抗的开环控制策略,适合单级有源PFC和多级交错有源PFC,通过调节输出电压平均值与输入电压有效值之比,可以获得输出电压相对输入电压或输出功率的跟随特性,也可以维持输出电压平均值不变,在利用MATLAB/Simulink仿真分析后,基于DSPTMS320F28335设计了一种单相有源PFC的开环数字控制电路,建立实验平台进行实验测试。所得的仿真与实验结果符合相关的理论分析。     

基于PDC控制策略的APFC技术

分析了单相有源功率因数校正技术的原理及数字式控制现状,在此基础上提出了基于参考电流、电感电流、输入电压和参考电压的并联占空比控制的单相功率因数校正策略.改变了传统的电压电流双闭环控制策略.采用并联的电流闭环和电压闭环来控制输出电压和相位跟踪,传统占空比相应地被分为2个独立的电流占空比和电压占空比.在PSPICE环境下结合单相AC/DC拓扑进行了电路仿真,结果表明系统输入侧获得了单位功率因数,从而验证了控制策略的可行性.设计了单相AC/DC系统主电路和基于DSP的硬件控制电路,并采用C语言编程实现了单相AC/DC系统的功率因数校正功能.此外,考虑到电感电流的尖峰干扰等现象,采用了电感电流中点检测法使检测点远离开关噪声,保证了电感电流检测的准确性.仿真和实验结果基本一致,实现了系统输入侧的单位功率因数,并获得了期望的直流输出电压值.     

无电压检测的PFC双环控制系统

分析并提出了无需输入电压检测电路及输出反馈电压检测电路,只检测输入电流的情况下,在BOOST型连续电流模式(CCM)功率因数校正(PFC)中实现电压环与电流环的双环控制策略。在TMS320F28069 DSP芯片平台上,设计了应用此无电压检测电路的双环PFC数字控制系统,并对该方案进行了实验验证。实验结果验证了此控制方案的可行性。     

新型两电平单相功率因数校正器的研究

在传统单相功率因数校正器（PFC）中,当IGBT导通时,升压电感输出端对地之间电压接近零,单相电源交流通过电感短路,电感电流上升而储能。当IGBT关断时,电感续流,向电解电容释放能量。通过控制IGBT的占空比规律,获得网侧单位功率因数和稳定直流输出电压。因此提出一种当IGBT导通时,升压电感输出端对地之间电压为负电压的两电平PFC方案,进而提出一种两级交错PFC、一种单相有源电力滤波器和一种升降压AC-DC变换器方案。由于采用负电压短路,可以减少交越失真,获得更好的功率因数校正效果。在简要理论分析的基础上,利用MATLAB/IMULINK进行了仿真分析,所得结果验证了所提方案的正确性。     

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。     

数字滤波器及电感补偿算法在PFC中的应用

传统PFC控制器设计方案中,输入电流的THD主要取决于PFC控制器的控制性能及输入市电电压的质量.针对直流母线电压纹波对PFC控制性能的影响,提出一种新型的数字滤波器,对母线电压误差中的交流分量进行检测及滤除,有效地抑制了直流母线电压纹波对PFC电压环控制器的干扰,使控制器在保持母线电压稳定的同时,其输出的控制量近似趋近平直,从而极大地降低电流环电感电流参考值的畸变率,可以有效地降低输入电流的THD.针对电流环中电感值随电流变化的特点,在PFC电流环中加入电感补偿以提高电流环的追踪性能.最后实验结果验证了所提数字滤波器和电感补偿算法的可行性.     

新型控制策略的数字有源功率因数校正的实现

单相有源功率因数校正(APFC)技术呈现出由模拟控制向数字控制的发展趋势,使高性能、大功率输出和进一步降低成本成为可能。根据单相APFC输入电压与输出电压的关系,推导出一种功率开关占空比的直接确定方法。该方法无需检测输入电压,在对采用该方法的单相APFC进行全面仿真后,采用TMS320F2801型DSP为核心的控制器完成了实验研究,最小输入电流甚至低于0.5 A,最大输入电流接近40 A,证明该方法具有概念清晰、校正效果好、无需输入电压检测、支持更小和更高功率范围等优点,非常适合数字化实现。     

串联单相PFC整流单元对在永磁直驱风力发电系统中的应用

针对传统永磁直驱风力发电系统中存在的发电机电流波形差、输出电压低和变换器成本高等问题,提出一种将发电机和变换器进行一体化设计的新方案.该方案引入以永磁间步发电机电枢电感为升压电感的单相功率因数校正(PFC)电路,实现了发电机电流波形与功率因数控制.两个单相PFC电路的直流侧串联组成串联单相PFC整流单元对,交流输入侧与两个电气上互相正交的发电机定子绕组相连,可有效消除直流母线电压的纹波.介绍了新方案的拓扑结构和工作原理,搭建r基于dSPACE的快速控制原型试验平台,通过仿真和试验,验证了新方案的正确性.     

单周期控制单相两级有源功率因数校正器的研究

在分析功率因数校正器(PFC)主电路工作原理基础上,推导出单周期控制的单相两级有源PFC的控制方程,进而构建单周期控制原理框图。通过Matlab Simulink等对单周期控制方式的效果进行了仿真分析。仿真结果表明,单周期控制方式能使输入电流相位跟踪输入电压相位,输出电压基本保持恒定,总电流谐波含量为6.33%,功率因数为0.997,达到了抑制电流谐波、稳定输出电压的目的,且能简化电路结构。     

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。     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。     

一种关于单相Boost功率因数校正器数字控制的改进算法

提出了一种改良的PFC数字控制策略,通过简化控制提高了工作效率.数字控制的主要问题就是开关频率与速度之间的矛盾,改进算法避免了常规平均控制算法在每个开关周期中大量的电路信号采样和复杂的输出占空比运算,使得大部分的运算和采样工作都可以在主循环(即多个开关周期)中完成.在每个中断程序中(中断频率与开关频率相同),只要进行电流采样和简单的计算即可.实验结果验证了此改进算法的有效性,不仅得到了高功率因数低谐波的功率因数校正电路,而且控制简单,减少了控制CPU的工作量,可工作在比平均电流控制高的开关工作频率.     

基于单周及浮充技术的单相高性能有源功率因数校正电路研究

针对双级有源功率因数校正(PFC)技术的改进措施加以分析和论述,阐述了该功率因数校正变流器存在的一些不足之处,研究了一类改进型双级有源功率因数校正开关变流器拓扑,优化改进的有源功率因数校正AC/DC变流器结合单周控制技术控制方法的原理,以及浮充技术.改进的单周控制有源PFC变流器具有结构简单、控制精度高、响应速度快,特别是具有控制性能对系统和电源参数变化不敏感等优点.文中还阐述了变流器的工作机理、控制方法及其试验分析.     

采用双环控制并联交错模拟PFC的研究

对于较大输出功率的单相有源功率因数校正器(PFC),其功率电路采用多级并联交错能减少电感容量,简化电感设计,降低网侧纹波电流,从而提高效率和功率密度.这里在单级PFC电压与电流双闭环控制原理和电感电流合成原理基础上,分析了两级并联交错PFC中IGBT占空比与纹波电流的关系,并进行了仿真分析.基于模拟控制器UCC2807...     

基于谐振电抗器的单相无源PFC的研究

描述了一种新型基于谐振电抗器原理的单相无源功率因数校正(PFC)技术,在对其工作原理进行较为详细的理论分析基础上,进行了完整的实验研究,给出了相关实验波形和数据。结果表明,这种无源PFC方案的输入谐波电流校正效果良好,直流回路电压利用率较高,而且具有散热与安装方便,价格低廉等特点,可以作为较大功率的单相AC/DC变换器为后级逆变器-压缩机系统供电,适用于各种变频家用电器。