三态Boost PFC变换器的高功率因数和轻载效率提升方法研究

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作者 杨平 范文 +1 位作者 胡富平 彭晨光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2371-2380,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 三态boost功率因数校正变换器 变占空比正弦参考电流控制 高功率因数

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Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证 被引量：41

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作者 胡宗波 张波 +1 位作者 胡少甫 邓卫华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第21期19-23,共5页

当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性... 当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法。在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例。 展开更多

关键词 单周期控制 boost变换器 切换线性系统 状态能控性 功率因数校正

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具有快速动态响应的三态功率因数校正变换器 被引量：13

3

作者 张斐 许建平 +1 位作者 王金平 于海坤 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期13-19,25,共8页

提出一种三态Boost功率因数校正电路及其相应的系统控制策略,采用DSP实现系统的全数字控制。通过在Boost变换器电感两端并联开关管,使Boost变换器工作在伪连续导电模式从而获得2个控制自由度并实现控制环路的解耦。详细分析三态Boost功... 提出一种三态Boost功率因数校正电路及其相应的系统控制策略,采用DSP实现系统的全数字控制。通过在Boost变换器电感两端并联开关管,使Boost变换器工作在伪连续导电模式从而获得2个控制自由度并实现控制环路的解耦。详细分析三态Boost功率因数校正变换器的工作原理和控制方法,不但解决了不连续导电模式Boost功率因数校正变换器不能应用于中大功率场合和连续导电模式Boost功率因数校正变换器控制电路设计复杂的问题,而且还具有良好的功率因数校正能力,拓宽了Boost功率因数校正变换器的负载范围,并提高了Boost功率因数校正变换器的动态响应速度。通过一台400W的实验样机验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 三态变换器 连续导电模式 不连续导电模式 快速动态响应 功率因数校正 伪连续导电模式

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两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器 被引量：15

4

作者 张斐 许建平 +1 位作者 杨平 陈章勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期56-64,10,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 动态响应 低电感电流纹波 伪连续导电模式 功率因数校正 两开关Buck.boost变换器

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一种变占空比控制电流断续模式Boost功率因数校正变换器的仿真研究 被引量：4

5

作者 张锐 侯慧 张侨 《现代电子技术》 北大核心 2018年第23期149-152,共4页

电感电流断续模式Boost功率因数校正变换器已广泛应用于各类电力电子装置中。为进一步提高变换器的输入功率因数、减小谐波污染,设计了一种基于平均电流的变占空比控制的电流断续模式Boost功率因数变换器。通过研究恒定占空比控制的变... 电感电流断续模式Boost功率因数校正变换器已广泛应用于各类电力电子装置中。为进一步提高变换器的输入功率因数、减小谐波污染,设计了一种基于平均电流的变占空比控制的电流断续模式Boost功率因数变换器。通过研究恒定占空比控制的变换器基本原理,推导出一种变占空比控制的方式,设计了合理的电路参数并搭建了仿真电路模型。仿真结果证明,该变占空比控制的方法能提高变换器的输入功率因数,减小谐波畸变。 展开更多

关键词 电流断续模式 功率因数校正 boost变换器 变占空比 平均电流控制 仿真研究

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基于单周期控制的Boost变换器功率因数校正技术的研究 被引量：2

6

作者 宋书中 牛犇 郭艺丹 《工矿自动化》 2010年第3期51-53,共3页

单周期控制是一种用于功率变换器的新型非线性控制策略。文章介绍了一种基于单周期控制的Boost变换器功率因数校正电路的设计,分析了单周期控制的控制原理,详细介绍了该功率因数校正电路的具体实现。仿真结果表明,单周期控制适用于Boos... 单周期控制是一种用于功率变换器的新型非线性控制策略。文章介绍了一种基于单周期控制的Boost变换器功率因数校正电路的设计,分析了单周期控制的控制原理,详细介绍了该功率因数校正电路的具体实现。仿真结果表明,单周期控制适用于Boost变换器的功率因数校正,控制效果良好。 展开更多

关键词 boost变换器 单周期控制 功率因数 校正

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临界导电模式下BOOST变换器功率因数校正电路设计 被引量：3

7

作者 王杰 《机电工程》 CAS 2011年第5期616-619,共4页

针对临界导电模式下功率因数校正的问题,以BOOST电路为研究对象,推导了临界导电模式下功率因数校正电路的输入电流表达式,并详细分析了临界导电模式功率因数校正BOOST开关变换器的稳态特性。给出了开关频率与输入电压及功率的关系。提... 针对临界导电模式下功率因数校正的问题,以BOOST电路为研究对象,推导了临界导电模式下功率因数校正电路的输入电流表达式,并详细分析了临界导电模式功率因数校正BOOST开关变换器的稳态特性。给出了开关频率与输入电压及功率的关系。提出了采用专用PFC控制芯片来调整开关管的开通时间,改善其关断条件,提高整个电路的工作效率,以达到提高功率因数的目的。研究结果表明,开关管在输入电源半个工作周期内保持恒定的导通时间就可实现变换器的单位功率因数工作,为设计变换器提供了理论基础。 展开更多

关键词 临界导电 boost变换器 功率因数校正

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变占空比控制二次型Boost功率因数校正变换器 被引量：19

8

作者 陈正格 许建平 +1 位作者 杨平 陈章勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期72-82,共11页

与传统电流断续模式（DCM）Boost 功率因数校正（PFC）变换器相比，定占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小，然而，其功率因数（PF）低于传统DCM Boost PFC变换器，并随输入电压的增大而下降。针对此问题，... 与传统电流断续模式（DCM）Boost 功率因数校正（PFC）变换器相比，定占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小，然而，其功率因数（PF）低于传统DCM Boost PFC变换器，并随输入电压的增大而下降。针对此问题，提出了变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器，研究了其PF和输出电压纹波的表达式，通过占空比的拟合，给出了相应的控制电路。在90～220V输入电压范围内，变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的PF均接近于1，且具有较小的输入电感电流纹波和较低的输出电压纹波，实现了高功率因数与低输出电压纹波特性。实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 功率因数校正 二次型boost变换器 变占空比控制 高功率因数

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临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器的工频调节控制方法 被引量：7

9

作者 罗欢 许建平 +1 位作者 何大印 沙金 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期16-26,共11页

提出了一种电感电流临界连续导通模式(critical conduction mode,CRM)Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的工频调节(line cycle adjusting,LCA)控制方法。LCA控制不需要误差放大器及相应的补偿网络,因此,具有瞬态... 提出了一种电感电流临界连续导通模式(critical conduction mode,CRM)Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的工频调节(line cycle adjusting,LCA)控制方法。LCA控制不需要误差放大器及相应的补偿网络,因此,具有瞬态响应速度快以及环路设计简单的优点,同时,LCA控制的运算量极低,适用于低成本,运算速度较慢的数字控制芯片。实验结果表明,与固定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM Boost PFC变换器相比,LCA控制CRM Boost PFC变换器具有更快的瞬态响应速度以及相近的功率因数。 展开更多

关键词 功率因数校正 boost变换器 临界连续导通模式 快速瞬态响应

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带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器 被引量：7

10

作者 陆治国 邓文东 +1 位作者 杨雪松 石磊 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第16期67-71,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 功率因数校正(PFC) boost变换器 有源浮充平台 单周控制

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全输入电压范围高功率因数脉冲序列控制DCM Boost PFC变换器 被引量：7

11

作者 罗欢 许建平 +1 位作者 罗艺文 沙金 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1758-1769,共12页

定占空比控制DCM Boost PFC变换器的开关管导通占空比固定,存在输入电流畸变,导致输入功率因数较低。为实现DCM Boost PFC变换器的单位功率因数,需要根据输入电压与输出电压调整占空比,由于运算复杂,低成本的数字控制难以实现。提出了一... 定占空比控制DCM Boost PFC变换器的开关管导通占空比固定,存在输入电流畸变,导致输入功率因数较低。为实现DCM Boost PFC变换器的单位功率因数,需要根据输入电压与输出电压调整占空比,由于运算复杂,低成本的数字控制难以实现。提出了一种DCM Boost PFC变换器的脉冲序列(pulse train,PT)控制方法,以离散化的方式拟合变占空比函数,运算量小,适用于采用低成本的数字控制芯片。实验结果表明,PT控制DCM Boost PFC变换器具有比定占空比控制DCM Boost PFC变换器更高的PF和更低的输出电压纹波。 展开更多

关键词 电感电流断续模式 boost变换器 功率因数校正 脉冲序列

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高效率积分复位控制三相Boost型功率因数校正 被引量：24

12

作者 周雒维 罗全明 +1 位作者 杜雄 苏向丰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期16-19,共4页

提出了一种高效率三相Boost型功率因数校正电路,通过对一种三相Boost型功率因数校正电路进行改进,采用积分复位控制电路实现单位功率因数。积分复位控制高效率三相Boost型PFC具有如下特征:①常频控制,有利于滤波器的设计;②控制电路简单... 提出了一种高效率三相Boost型功率因数校正电路,通过对一种三相Boost型功率因数校正电路进行改进,采用积分复位控制电路实现单位功率因数。积分复位控制高效率三相Boost型PFC具有如下特征:①常频控制,有利于滤波器的设计;②控制电路简单,控制思路清晰,不需要乘法器;③控制效果好,输入电流波形能很好地跟踪输入电压波形;④变换器的效率高。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 积分复位控制电路 高效率三相boost型功率因数校正电路 变换器 电网 仿真

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单相Boost有源功率因数校正电路的研究 被引量：6

13

作者 黄灿胜 蒋志年 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期938-940,共3页

基于平均电流模式控制技术,设计并制作了一台1 kW单相Boost有源功率因数校正装置。功率因数校正系统设计采用双闭环控制方法,电流内环实现样机输入电流跟踪输入电压按正弦规律变化,电压外环维持输出电压不变。实验结果表明,实验样机可... 基于平均电流模式控制技术,设计并制作了一台1 kW单相Boost有源功率因数校正装置。功率因数校正系统设计采用双闭环控制方法,电流内环实现样机输入电流跟踪输入电压按正弦规律变化,电压外环维持输出电压不变。实验结果表明,实验样机可获得高功率因数,电流畸变小,并且样机动态响应速度快、抗干扰能力强。 展开更多

关键词 功率因数校正 boost变换器 平均电流控制模式 双闭环控制

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基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器 被引量：3

14

作者 陈骞 陆翌 +3 位作者 裘鹏 吴佳毅 虞海泓 杜锦佩 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期153-160,共8页

研究了基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器,其主支路三相不控整流器通过外加并联功率因数校正电路来改善网侧电流波形,提高功率因数。首先对主支路的拓扑结构以及工作方式进行分析,总结该拓扑的特点,并针对其特点提出相应的控制... 研究了基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器,其主支路三相不控整流器通过外加并联功率因数校正电路来改善网侧电流波形,提高功率因数。首先对主支路的拓扑结构以及工作方式进行分析,总结该拓扑的特点,并针对其特点提出相应的控制策略以及参数设计方案。理论分析和仿真、实验结果表明:这种新型三相功率因数校正器适用于恒功率负载场合,只需通过控制从整流器的选相开关以及双Boost交联变换器即可获得稳定的6脉波直流输出电压、理想的功率因数以及总谐波畸变率,而仅有约1/5的功率经过双Boost交联变换器。 展开更多

关键词 三相功率因数校正器 双boost交联变换器 整流器 谐波抑制 控制 参数设计

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基于数字信号处理器的有源功率因数校正器拓扑结构及其控制策略研究 被引量：14

15

作者 陈息坤 李丽娟 +2 位作者 单鸿涛 康勇 陈坚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期76-81,共6页

提出了一种新的单相双BOOST-APFC拓扑结构和相应的系统控制策略,系统采用DSP实现全数字控制。分析了主电路的拓扑结构及相应的控制模式,提出了基于数字控制的PFC的实现方法。分析表明,上下双侧PFC电路可以进行独立控制,且双侧直流母线... 提出了一种新的单相双BOOST-APFC拓扑结构和相应的系统控制策略,系统采用DSP实现全数字控制。分析了主电路的拓扑结构及相应的控制模式,提出了基于数字控制的PFC的实现方法。分析表明,上下双侧PFC电路可以进行独立控制,且双侧直流母线电压分别仅与本侧的控制相关。理论分析和仿真表明,该系统具有很高的输入功率因数和较小的输入电流谐波。实验结果验证了理论分析的正确性,在5kVA高频模块化UPS样机中实际测试的输入功率因数为cosΦ=0.987,输入电流的总谐波畸变率ηTHDi=8.32%,且同时获得稳定的、动态性能良好的直流母线电压输出。 展开更多

关键词 功率因数校正 谐波抑制 直流母线电压 双boost变换器 控制技术

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临界导电模式有源功率因数校正器的设计 被引量：5

16

作者 崔晶 柴贵兰 《现代电子技术》 2009年第12期124-126,共3页

为了使临界导电模式功率因数达到0．99以上，在比较3种导电模式优缺点的基础上，讨论一种宽电压输入范围，固定升压输出150W，工作于临界导电模式的APFC系统的设计方法。它以功率因数控制芯片MC33262为核心，给出实际的设计方案和主要... 为了使临界导电模式功率因数达到0．99以上，在比较3种导电模式优缺点的基础上，讨论一种宽电压输入范围，固定升压输出150W，工作于临界导电模式的APFC系统的设计方法。它以功率因数控制芯片MC33262为核心，给出实际的设计方案和主要参数的计算结果等。通过实际设计电路的实验结果表明，所设计的有源功率因数校正器能在95～250V的宽电压输入范围内得到非常稳定的400V直流电压输出，并使功率因数达到要求，总谐波畸变降低至6％。 展开更多

关键词 临界导电模式 功率因数校正 boost变换器 MC33262

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一种临界导电模式的功率因数校正电路 被引量：3

17

作者 谢正 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2014年第2期78-80,85,共4页

使用有源功率因数校正技术可有效抑制电网电流谐波和提高开关电源功率因数。文中分析了临界导电模式Boost型功率因数校正电路的电路结构及其工作原理,应用反馈控制理论,研究了功率因数校正环节的控制特性,给出了其电路参数的设计方法,... 使用有源功率因数校正技术可有效抑制电网电流谐波和提高开关电源功率因数。文中分析了临界导电模式Boost型功率因数校正电路的电路结构及其工作原理,应用反馈控制理论,研究了功率因数校正环节的控制特性,给出了其电路参数的设计方法,保证在电网电压和负载功率大范围变化时,功率因数维持在0.99以上。 展开更多

关键词 有源功率因数校正 临界导电模式 boost变换器

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恒定导通时间控制的交错式功率因数校正电路

18

作者 张峰 王婷 +1 位作者 熊建荣 陈延明 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期1278-1284,共7页

常规单相Boost功率因数校正(PFC)电路存在功率器件电压开关应力大问题,对此提出了一种基于电感电流临界导通模式的恒定导通时间(Constant On-Time,COT)控制方法。运用COT控制策略,开关管在低压时实现零电压(ZVS)开通,高压时实现谷压(VS... 常规单相Boost功率因数校正(PFC)电路存在功率器件电压开关应力大问题,对此提出了一种基于电感电流临界导通模式的恒定导通时间(Constant On-Time,COT)控制方法。运用COT控制策略,开关管在低压时实现零电压(ZVS)开通,高压时实现谷压(VS)开通,大大地降低了功率开关器件的电压应力。论文分析了电路的工作原理,讨论其设计方案,并研制了一台600 W样机。实验结果表明:该交错并联PFC变换器降低了输入、输出电流纹波和开关器件的电流应力,降低了变换器的开关损耗和电磁干扰。 展开更多

关键词 交错并联boost变换器 功率因数校正 恒定导通时间控制

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低输入电感电流纹波二次型Boost PFC变换器 被引量：22

19

作者 杨平 许建平 +2 位作者 董政 张斐 张士宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期32-38,183,共7页

针对Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电感电流纹波大、电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题严重的缺点,提出将二次型Boost变换器应用于PFC变换器,简称二次型Boost PFC变换器,并分析其电路工作模... 针对Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电感电流纹波大、电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题严重的缺点,提出将二次型Boost变换器应用于PFC变换器,简称二次型Boost PFC变换器,并分析其电路工作模态。当输入电感工作于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)时,根据储能电感的工作模式(CCM和断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)),将CCM二次型Boost PFC变换器分为CCM-CCM二次型Boost PFC变换器和CCM-DCM二次型Boost PFC变换器。分析不同交流输入电压等级下CCMBoost PFC变换器和二次型Boost PFC变换器的输入电感电流纹波和占空比变化范围。结果表明,与CCM Boost PFC变换器相比,CCM二次型Boost PFC变换器减小了输入电感电流纹波和占空比变化范围。最后,通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 二次型boost变换器 功率因数校正 输入电感电流纹波 占空比变化范围 电磁干扰

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Boost PFC变换器的动态斜坡补偿策略分析与设计 被引量：11

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作者 卢伟国 方慧敏 +1 位作者 杨异迪 周雒维 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1-6,共6页

传统斜坡补偿方式可以有效抑制峰值电流模式,控制Boost功率因数校正(PFC)变换器系统的次谐波振荡不稳定现象,但是同时会造成电流过零处的死区问题,从而引起较大的被控平均电流畸变和功率因数恶化问题。对此提出一种动态斜坡补偿控制新思... 传统斜坡补偿方式可以有效抑制峰值电流模式,控制Boost功率因数校正(PFC)变换器系统的次谐波振荡不稳定现象,但是同时会造成电流过零处的死区问题,从而引起较大的被控平均电流畸变和功率因数恶化问题。对此提出一种动态斜坡补偿控制新思路,有效改善斜坡补偿方式存在的电流畸变问题,同时能确保对次谐波振荡的抑制。基于系统输入输出的准稳态关系导出了所提动态斜坡补偿的控制方程,其相应实现电路简单可行。进一步分析了被控平均电流的谐波畸变特性,给出了斜坡补偿方式和所提动态斜坡补偿方式下平均输入电流的谐波分解结果,从理论角度说明了所提控制的改进补偿效果。仿真结果与理论结果基本相吻合,所得的实验结果很好地证实了所提动态斜坡补偿控制的可行性,也证实了理论分析结论的正确性。 展开更多

关键词 功率因数校正 boost变换器 动态斜坡补偿 谐波畸变特性 峰值电流模式

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