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基于元件复用的单相无桥倍压式功率因数校正变换器
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作者 丁明远 李浩昱 +2 位作者 赵雷 贲洪奇 王志亮 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1840-1852,共13页
该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正(PFC)电路拓扑,在Sepic、Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上,通过重构电流路径以实现双变换单元的合并,使元件利用率得以提高,同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出电压下... 该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正(PFC)电路拓扑,在Sepic、Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上,通过重构电流路径以实现双变换单元的合并,使元件利用率得以提高,同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出电压下开关管的低电压应力优势被完全保留。该文详尽分析中间储能单元的换流过程以及电路结构的推衍过程,并进行拓扑的性能比较。考虑到电路工作原理分析过程的类似性,以Sepic型单相无桥倍压式PFC变换器为例,对其进行开关周期的模态分析,推导变换器的输入电流特性、稳态电压增益以及器件应力,并对相关电路参数进行设计。最后,搭建实验样机,实验结果验证了该拓扑推衍方案的可行性以及理论分析与参数设计的正确性。 展开更多
关键词 无桥功率因数校正(PFC)变换器 拓扑推衍 元件复用 倍压式结构
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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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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
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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
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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
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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
6
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
7
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 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
8
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
9
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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三态Boost PFC变换器的高功率因数和轻载效率提升方法研究 被引量:1
10
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 功率因数
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一种单级DCM高功率因数非平衡半桥变换器
11
作者 尹华杰 李意 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期57-61,共5页
对一种由非平衡半桥电路构成的新型单级AC/DC功率因数校正 (PFC)变换器的工作模态及性能进行了理论分析 ,采用SIMetrix数模电路仿真软件进行了数字仿真 ,并在样机上进行了试验 .仿真及试验结果表明 ,该电路工作于不连续导电模式 ,具有... 对一种由非平衡半桥电路构成的新型单级AC/DC功率因数校正 (PFC)变换器的工作模态及性能进行了理论分析 ,采用SIMetrix数模电路仿真软件进行了数字仿真 ,并在样机上进行了试验 .仿真及试验结果表明 ,该电路工作于不连续导电模式 ,具有很好的功率因数校正性能以及软开关效果 ,因此有很高的功率因数及效率 . 展开更多
关键词 非平衡半变换器 软开关 功率因数校正 不连续导电模式
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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:8
12
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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一种新型的ZVS单级功率因数校正变换器 被引量:1
13
作者 周志强 蔡丽娟 鄢毅之 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期55-59,共5页
为了提高单级功率因数校正变换器的效率、减少抑制电磁干扰,文中通过把传统的BoostPFC变换器和非平衡半桥DC/DC变换器结合在一起,采用级联技术构造出一种新型的ZVS单级功率因数校正变换器.最后制做了样机并进行了实验验证.实验结果表明... 为了提高单级功率因数校正变换器的效率、减少抑制电磁干扰,文中通过把传统的BoostPFC变换器和非平衡半桥DC/DC变换器结合在一起,采用级联技术构造出一种新型的ZVS单级功率因数校正变换器.最后制做了样机并进行了实验验证.实验结果表明,这种电路具有结构简单、易控制、成本低等优点,可在实现高功率因数的同时实现全部功率开关管的软开关. 展开更多
关键词 单级功率因数校正 软开关 非平衡半变换器
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图腾柱双有源桥AC-DC变换器的非对称扩展移相优化调制策略
14
作者 余城洋 李佳 +2 位作者 晏益朋 牟迪 罗全明 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2560-2572,共13页
单级式图腾柱双有源桥AC-DC变换器具有元件数量少、功率密度高和成本低等优点,在车载充电机等领域具有广阔的应用前景。然而,现有的单移相和扩展移相调制策略由于存在调制自由度不足的问题,而无法对变换器进行多目标的优化,使图腾柱双... 单级式图腾柱双有源桥AC-DC变换器具有元件数量少、功率密度高和成本低等优点,在车载充电机等领域具有广阔的应用前景。然而,现有的单移相和扩展移相调制策略由于存在调制自由度不足的问题,而无法对变换器进行多目标的优化,使图腾柱双有源桥AC-DC变换器在并网电流质量和效率等稳态性能方面仍有提升空间,限制了该变换器在车载充电机中的进一步应用。首次,该文在扩展移相调制策略的基础上引入非对称调制,从而提出具有三个自由度的非对称扩展移相调制策略。其次,对变换器在非对称扩展移相调制下所有可能的工作模式进行分析,并借助时域分析法建立各工作模式的时域稳态分析模型。然后,考虑控制传输功率以实现功率因数校正的同时,进行电感电流初值和峰峰值的多目标优化调制策略求解。最后,相比传统的单移相和扩展移相调制策略,所提出的非对称扩展移相优化调制策略大幅度提升了变换器的稳态性能:并网电流的质量显著提升,峰值效率提升超过5%和1.5%。所提理论分析和优化结果都在仿真和实验中得到了验证。 展开更多
关键词 图腾柱双有源 AC-DC变换器 非对称扩展移相调制 功率因数校正 优化调制策略
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一种高功率因数无桥Cuk PFC变换器 被引量:11
15
作者 沈艳霞 蔡成超 李家成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期93-98,共6页
针对传统桥式功率因数校正(PFC)变换器存在二极管整流桥导致开通损耗大、效率低且只能升压的特点,提出了一种高功率因数无桥Cuk PFC变换器拓扑。该拓扑由共用输入的2个Cuk变换器并联实现无桥;在该PFC变换器中引入填谷电路,使中间电容的... 针对传统桥式功率因数校正(PFC)变换器存在二极管整流桥导致开通损耗大、效率低且只能升压的特点,提出了一种高功率因数无桥Cuk PFC变换器拓扑。该拓扑由共用输入的2个Cuk变换器并联实现无桥;在该PFC变换器中引入填谷电路,使中间电容的容值和耐压值均减小为原来的一半,从而用薄膜电容代替原来的电解电容。无桥Cuk PFC变换器不仅消除了二极管整流桥,减少了输入电流流经半导体元件的数量,而且输入电流连续,具有良好的抗干扰性能。对断续导通模式(DCM)的无桥Cuk PFC变换器工作原理和工作特性进行了详细分析,仿真和实验结果验证了所提拓扑的可行性和有效性。 展开更多
关键词 功率因数校正 断续导通模式 无桥Cuk变换器 填谷电路
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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
16
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
17
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
18
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 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
19
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 boost变换器 控制技术
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基于航空交流电网的Boost/半桥组合式软开关谐振PFC变换器 被引量:6
20
作者 郑昕昕 肖岚 王勤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期50-57,共8页
研究一种采用Boost变换器和半桥变换器级联所构成的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器拓扑,其工作在电流连续模式(continue current mode,CCM)模式下,仅在半桥变换器输出端使用储能电容补偿瞬时输入输出功率的不平衡。... 研究一种采用Boost变换器和半桥变换器级联所构成的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器拓扑,其工作在电流连续模式(continue current mode,CCM)模式下,仅在半桥变换器输出端使用储能电容补偿瞬时输入输出功率的不平衡。半桥变换器桥臂电容作为Boost变换器输出端电容。通过适当的控制策略,降低了容值,无需高耐压等级的电解电容,提高了电路工作的可靠性。变压器漏感参与谐振,实现了半桥变换器功率管的软开关。分析PFC变换器的电路拓扑,给出前后级的控制逻辑关系,讨论软开关实现的条件以及减小电容规格的可行性,给出仿真及实验结果,证明该变换器具有良好的性能,满足GJB181A的要求。 展开更多
关键词 功率因数校正 boost变换器 变换器 软开关 谐振
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