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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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临界电流模式图腾柱无桥功率因数校正换相谐振抑制 被引量:3
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作者 黄帆 任小永 +2 位作者 陈乾宏 李梦睿 王生东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3816-3826,共11页
工作于临界电流模式下的图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路因其无整流桥损耗、电感体积小、易于实现软开关而得到广泛关注。然而,在输入电压过零点处,工频管之间的换相时刻,电感会与工频管的结电容产生谐振,相应地,电感电流和直流母线电... 工作于临界电流模式下的图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路因其无整流桥损耗、电感体积小、易于实现软开关而得到广泛关注。然而,在输入电压过零点处,工频管之间的换相时刻,电感会与工频管的结电容产生谐振,相应地,电感电流和直流母线电压因此会存在高频振荡。电感电流振荡会加剧输入电流畸变程度,而母线电压上的高频尖峰由于振荡频率高,后级DC-DC变换器难以抑制而传递至负载,导致敏感负载无法正常工作。该文分析线性开关在主动栅极电路中抑制振荡的工作原理,基于线性开关的特性提出三电平驱动方式来抑制图腾柱无桥PFC换相谐振,降低输入电流总谐波畸变率(THD)的同时实现对直流母线的高频尖峰的抑制,在2kW满载工况下,将输入电流THD降低1%,母线电压尖峰高频分量峰值由2.83V减小至0.01 V以下。实验结果表明,该文所提出的三电平驱动方式可以有效抑制临界电流模式图腾柱无桥PFC的换相谐振。 展开更多
关键词 图腾柱无桥功率因数校正(pfc) 换相谐振 线性开关 三电平驱动 母线电压尖峰抑制
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基于前馈电流控制斜坡补偿的Boost功率因数校正零交越失真研究 被引量:5
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作者 李娅妮 杨银堂 +1 位作者 朱樟明 强玮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期2237-2242,共6页
该文提出了一种前馈电流控制的斜坡补偿方法,将该方法引入到临界导通Boost功率因数校正(PFC)转换器的设计中,以减小零交越失真问题,改善谐波电流和频率对系统的限制。基于临界导通Boost PFC转换器的拓扑结构,理论分析了前馈电流控制斜... 该文提出了一种前馈电流控制的斜坡补偿方法,将该方法引入到临界导通Boost功率因数校正(PFC)转换器的设计中,以减小零交越失真问题,改善谐波电流和频率对系统的限制。基于临界导通Boost PFC转换器的拓扑结构,理论分析了前馈电流控制斜坡补偿技术对脉冲宽度调制(PWM)信号占空比的调制作用,推导出补偿斜率与输入线电压的关系式,迫使线电压零交越点附近的电流跟随电压变化。仿真和测试结果表明,该方法可有效抑制零交越失真现象,提高系统的动态性能,尤其在高频及轻负载情况下。测得Boost PFC转换器的总谐波失真(THD)仅为3.8%,功率因数0.988,负载调整率3%,线性调整率小于1%,效率达到97.3%。有效芯片面积为1.61×1.52 mm2。 展开更多
关键词 前馈电流控制 斜坡补偿 boost功率因数校正(pfc) 零交越失真
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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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高效率积分复位控制三相Boost型功率因数校正 被引量:24
5
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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积分复位控制三相六开关Boost型功率因数校正 被引量:10
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作者 周雒维 罗全明 周林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期78-82,共5页
提出一种积分复位控制的三相六开关Boost型功率因数校正电路 ,在讨论积分复位控制原理的基础上 ,根据三相六开关Boost型功率因数校正在a b c坐标下的等效模型 ,推导出实现单位功率因数所需的控制方程 ,并用简单的电路进行实现。积分复... 提出一种积分复位控制的三相六开关Boost型功率因数校正电路 ,在讨论积分复位控制原理的基础上 ,根据三相六开关Boost型功率因数校正在a b c坐标下的等效模型 ,推导出实现单位功率因数所需的控制方程 ,并用简单的电路进行实现。积分复位控制三相功率因数校正电路具有结构简单可靠 ,控制思路清晰 ,控制效果好的特点。 展开更多
关键词 积分复位控制 boost 功率因数校正 交换器 三相功率因数校正 电网 电力系统
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Boost型电路双闭环功率因数校正控制策略 被引量:8
7
作者 喻寿益 杨柳 +1 位作者 陈宁 桂卫华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期18-21,共4页
以Boost拓扑电路为基础,对其进行深入分析,建立理想情况下的电压平衡方程式。提出一种给定占空比的电压和电流反馈的功率因数校正控制策略,利用MATLAB/Simu-link进行仿真。仿真结果表明,与平均电流法控制策略相比,在保证输出电压稳定控... 以Boost拓扑电路为基础,对其进行深入分析,建立理想情况下的电压平衡方程式。提出一种给定占空比的电压和电流反馈的功率因数校正控制策略,利用MATLAB/Simu-link进行仿真。仿真结果表明,与平均电流法控制策略相比,在保证输出电压稳定控制精度的情况下,改善了系统的响应速度。在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上进行实验,结果表明系统输出电压稳定,纹波电压小,输入电流波形正弦度好,功率因数接近1。表明该策略具有良好的功率因数校正控制效果。 展开更多
关键词 占空比 功率因数校正 boost
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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
8
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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高效率的BOOST型功率因数校正预调节器 被引量:32
9
作者 李冬 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期153-156,共4页
有源功率因数校正(PFC)通常采用 Boost 变换器,在低压 90V 输入时,其输出电压调节在 380V,此时变换器效率最低。该文提出一种变输出电压的控制方式,其输出电压随着输入电压的变化而变化。这种方法可以缩短开关管的导通时间,减小流经开... 有源功率因数校正(PFC)通常采用 Boost 变换器,在低压 90V 输入时,其输出电压调节在 380V,此时变换器效率最低。该文提出一种变输出电压的控制方式,其输出电压随着输入电压的变化而变化。这种方法可以缩短开关管的导通时间,减小流经开关管的电流有效值,从而降低其导通损耗,提高变换器的效率。分析了 Boost PFC 变换器的损耗分布和控制方法。最后在一台 1200W 的原理样机上进行实验验证,还对比快恢复二极管和 SiC 二极管的关断特性,给出实验结果。 展开更多
关键词 开关管 变换器 输出电压 关断特性 有源功率因数校正 pfc 高效率 导通损耗 输入电压 有效值
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Boost功率因数校正器中输入电流波形失真分析与抑制 被引量:7
10
作者 穆新华 孟小利 刘闯 《数据采集与处理》 CSCD 2001年第4期435-439,共5页
讨论了平均电流控制的 Boost功率因数校正器中输入电流波形失真的机理 ,从理论上推导了前馈电压和输出电压中二次谐波电压对电流基准信号产生的影响 ,对前馈滤波器参数和电压反馈回路控制参数的设计进行了详细的讨论 ,采用控制芯片 UC38... 讨论了平均电流控制的 Boost功率因数校正器中输入电流波形失真的机理 ,从理论上推导了前馈电压和输出电压中二次谐波电压对电流基准信号产生的影响 ,对前馈滤波器参数和电压反馈回路控制参数的设计进行了详细的讨论 ,采用控制芯片 UC385 4制作了一台输出功率为 2 0 0 0W的原理样机 ,通过原理样机输入电流波形的频谱分析 。 展开更多
关键词 波形失真 boost功率因数校正 输入电流 开关电源 可靠性
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三相单开关Boost型功率因数校正器的简化大信号模型 被引量:3
11
作者 于相旭 侯振程 +1 位作者 叶一麟 熊宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期61-64,共4页
三相单开关Boost型PFC电路 ,由于工作在不连续导电模式 ,分析起来十分繁琐 ,设计不得不采用“试凑法”。本文根据电路的工作原理 ,利用平均法 ,把原电路简化成一个工作于DCM的DC/DC变换器 ,使主电路的阶次由三降为一 ,简化模型可用于主... 三相单开关Boost型PFC电路 ,由于工作在不连续导电模式 ,分析起来十分繁琐 ,设计不得不采用“试凑法”。本文根据电路的工作原理 ,利用平均法 ,把原电路简化成一个工作于DCM的DC/DC变换器 ,使主电路的阶次由三降为一 ,简化模型可用于主电路参数设计 ,线性化处理之后 ,可在频域设计输出电压调节器 ,因此使该类电路的设计摆脱“试凑法”。对比性的仿真说明 ,简化模型能够反映原电路的低频大信号特性。 展开更多
关键词 功率因数校正 大信号模型 boost 三相单开关 电力系统
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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
12
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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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
14
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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一种简化的单相Boost PFC变换器的功率因数测量方法 被引量:4
15
作者 耿玉茹 《电测与仪表》 北大核心 2013年第6期44-48,共5页
在对单相Boost PFC变换器进行实验研究的基础上,建立了输入电压与电流的等效模型,并基于该模型提出了一种简化的功率因数测量方法。相比于传统的功率因数测量,该方法只需要采样输入电流信号即可实现功率因数测量,不仅测量方便,而且为DS... 在对单相Boost PFC变换器进行实验研究的基础上,建立了输入电压与电流的等效模型,并基于该模型提出了一种简化的功率因数测量方法。相比于传统的功率因数测量,该方法只需要采样输入电流信号即可实现功率因数测量,不仅测量方便,而且为DSP节省了大量运算时间。最后制作了一台样机,实验结果显示,在全负载范围内,该方法测量结果和功率分析仪的测量结果之间的误差小于3%。因此在单相Boost PFC变换器功率因数测量的场合,可以推广使用该测量方法。 展开更多
关键词 boost pfc 功率因数测量 数字信号处理 功率分析仪
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三相Boost功率因数校正电路分析与实验研究 被引量:2
16
作者 胡学芝 冯建兰 《基础自动化》 CSCD 2000年第6期52-54,64,共4页
对功率因数校正技术的现状作了介绍,提出了一种新型的软开关三相 Boost功率因数校正电路,并分析了其工作原理,给出了实验.
关键词 三相boost功率因数校正电路 实验 整流器 有源校正 电路分析 软开关 整流电路
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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
17
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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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
18
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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Buck型单开关整合式功率因数校正变换器
19
作者 文娅 万宇阳 +2 位作者 刘雪山 肖剑桥 王海东 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期49-56,共8页
传统的Buck功率因数校正PFC(power factor correction)变换器存在谐波电流大的缺点,限制了其应用范围。提出并分析了一种Buck型单开关整合式功率因数校正变换器。该变换器由一个Buck PFC变换器和一个Buck-Boost PFC变换器通过一个开关... 传统的Buck功率因数校正PFC(power factor correction)变换器存在谐波电流大的缺点,限制了其应用范围。提出并分析了一种Buck型单开关整合式功率因数校正变换器。该变换器由一个Buck PFC变换器和一个Buck-Boost PFC变换器通过一个开关管整合而成,简化了控制;同时,采用恒导通时间控制,消除了Buck PFC变换器输入电流的死区;结合Buck和Buck-Boost变换器的优势,在全输入电压范围下可以实现高功率因数和高效率。介绍并分析了该变换器的电路结构、工作原理、稳态特性以及设计思路,最后,搭建了一台56 W的实验样机,验证了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 功率因数校正 电流谐波 Buck pfc变换器 整合式
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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
20
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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