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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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集成式GaN单开关管功率因数校正变换器
2
作者 曹通 秦世清 +4 位作者 何映谊 李婷 张秀梅 杨国锋 卞宝安 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期63-73,共11页
传统的降压型功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器由于存在高谐波电流的缺点,较难满足IEC61000-3-2 C类限值,其应用受到很大限制。文中设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器,该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PF... 传统的降压型功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器由于存在高谐波电流的缺点,较难满足IEC61000-3-2 C类限值,其应用受到很大限制。文中设计并搭建了一种集成式功率因数校正变换器,该变换器由一个降压PFC变换器和一个反激PFC变换器组成,其中降压和反激PFC变换器采用输入并联和输出并联连接方式共用一个GaN开关管和控制电路,降低变换器成本。集成式变换器在临界导通模式(critical conduction mode,CRM)恒定导通时间(constant on time,COT)控制下,反激单元消除了降压输入电流死区的影响,利用降压和反激PFC变换器的优势和GaN开关管的优异性能,变换器可以在宽电压输入范围下实现高效率和低总谐波失真。文中介绍了电路结构和工作原理,通过PSIM(power simulation)仿真验证理论推导的正确性,最后搭建了满载效率为94.1%的120 W样机,验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 功率因数校正变换器 氮化镓 集成式 低总谐波失真
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Buck型单开关整合式功率因数校正变换器
3
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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单相多电平功率因数校正变换器应用的实验研究 被引量:26
4
作者 王鸿雁 陈立烽 +1 位作者 江泓 何湘宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期28-33,共6页
在高压和/或大功率应用的场合,为了减小电感的体积、减少管子的耐压、减少EMI和提高系统的效率和功率密度,该文研究了单相多电平功率因数校正变换器。以四电平功率因数校正变换器为例,该文详细分析了四电平功率因素校正变换器的工作机... 在高压和/或大功率应用的场合,为了减小电感的体积、减少管子的耐压、减少EMI和提高系统的效率和功率密度,该文研究了单相多电平功率因数校正变换器。以四电平功率因数校正变换器为例,该文详细分析了四电平功率因素校正变换器的工作机理和控制方法。为了验证单相多电平功率因数校正变换器及其控制方法,该文搭建了一台2kW四电平功率因素校正变换电路的实验样机,理论结果和实验结果证明了单相多电平功率因数校正变换器的可行性和正确性。 展开更多
关键词 多电平 单相 功率因数校正 变换器 电感 耐压 功率密度 功率因素校正 变换电路 EMI
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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
5
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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单级功率因数校正变换器中的低频不稳定现象研究 被引量:8
6
作者 戴栋 李胜男 +1 位作者 张波 马西奎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第18期1-5,共5页
研究了由Boost变换器和Forward变换器级联构成的单级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器中的低频不稳定现象。通过数值仿真观察了系统随着输出功率增大时出现的低频振荡现象及其对输入电流总谐波畸变的影响。根据Forward... 研究了由Boost变换器和Forward变换器级联构成的单级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器中的低频不稳定现象。通过数值仿真观察了系统随着输出功率增大时出现的低频振荡现象及其对输入电流总谐波畸变的影响。根据Forward变换器电感电流导电模式的临界条件得到了相应的稳定性边界,并对低频不稳定现象的边界碰撞分岔本质进行分析和讨论。通过实验研究,验证仿真结果。该文的研究有助于更好地理解单级PFC变换中的动力学行为,对该系统参数设计也具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 单级功率因数校正变换器 低频不稳定 边界碰撞 功率因数
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单开关Buck-Flyback功率因数校正变换器 被引量:21
7
作者 王楠 许建平 刘雪山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期679-687,共9页
针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于... 针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于输出电压时,变换器工作于Flyback模式,消除了传统Buck PFC变换器的输入电流死区,进而降低了输入电流谐波。分析工作在断续模式的单开关Buck-Flyback PFC变换器的输入电流特性,理论分析表明,该变换器可在全电压输入范围内获得高功率因数与低总谐波失真率,满足IEC 61000-3-2 C类法规对输入电流各次谐波的要求。最后,通过一台96 W实验样机验证理论分析的正确性。 展开更多
关键词 Buck-Flyback变换器 功率因数校正 单开关 低总谐波失真率 电流谐波
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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
8
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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单级功率因数校正DCM组合变换器的稳定性 被引量:9
9
作者 刘健 刘树林 王兆安 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期51-54,69,共5页
本文论述在闭环反馈控制下,输入环节工作在不连续导电模式(DCM) 时单级功率因数校正(PFC) 组合变换器的稳定性,讨论通过脉冲宽度调节使变换器的输出电压能够维持在期望的电压范围之内的条件,以及满足条件的输入电压动态范... 本文论述在闭环反馈控制下,输入环节工作在不连续导电模式(DCM) 时单级功率因数校正(PFC) 组合变换器的稳定性,讨论通过脉冲宽度调节使变换器的输出电压能够维持在期望的电压范围之内的条件,以及满足条件的输入电压动态范围和负载变化范围.并采用上述方法对一个PFCDCMboostbuck 变换器进行了理论分析与实验研究。 展开更多
关键词 单级 功率因数校正 组合变换器 稳定性 DCM
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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
10
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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带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器 被引量:7
11
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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临界连续模式单电感双输出Buck功率因数校正变换器 被引量:7
12
作者 刘雪山 许建平 王楠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期64-69,82,共7页
提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最... 提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最小关断时间,解决了工作于CRM时电感在输入电流过零点附近难以分时复用控制的问题,并抑制了电感在输入电流过零点附近的复用频率。相对于传统两级结构的多路输出PFC变换器,CRM SIDO Buck PFC变换器减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了所提变换器高效率、高功率因数以及2个输出支路的高输出精度控制特性。 展开更多
关键词 BUCK 变换器 功率因数校正 单电感双输出 临界连续模式 单级结构 分时复用控制
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一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器 被引量:17
13
作者 贲洪奇 金祖敏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期162-166,共5页
介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器,利用变压器的漏感和输出电容的储能,在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关;而通过移相控制方式,利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需... 介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器,利用变压器的漏感和输出电容的储能,在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关;而通过移相控制方式,利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件,所以与通常的零电流开关PWM Boost仝桥变换器相比,该变换器结构简单,容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析,可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离,实验结果证明了该变换器的优越性。 展开更多
关键词 全桥变换器 零电流零电压开关 功率因数校正 移相控制
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1kW复合有源箝位功率因数校正变换器 被引量:15
14
作者 冯波 徐德鸿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期33-37,共5页
提出了复合有源箝位(CAC)功率因数校正变换器电路。谐振电感与主开关串联,由辅助开关和箝位电容组成的支路并联在谐振电感两端。谐振电感可以抑止二极管的反向恢复电流,有效的减少由二极管反向恢复引起的损耗,主开关和辅助开关均可实现 ... 提出了复合有源箝位(CAC)功率因数校正变换器电路。谐振电感与主开关串联,由辅助开关和箝位电容组成的支路并联在谐振电感两端。谐振电感可以抑止二极管的反向恢复电流,有效的减少由二极管反向恢复引起的损耗,主开关和辅助开关均可实现 ZVS 开关,消除了二极管寄生电容和谐振电感引起的寄生振荡。该文分析了复合有源箝位功率因数校正变换器中软开关范围与谐振电感和电容之间的关系,研制了一台 1kW 复合有源箝位功率因数校正变换器。 展开更多
关键词 有源箝位 功率因数校正 变换器 谐振电感 主开关 辅助开关 寄生电容 二极管 寄生振荡 ZVS
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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
15
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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双电流环交替控制的单相升-降压功率因数校正变换器研究 被引量:4
16
作者 毛鹏 王川云 +1 位作者 徐明 臧强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期217-222,共6页
分析单相Boost-Buck功率因数校正变换器的工作原理,并对变换器在纯Boost和纯Buck模式下的电流控制问题进行分析。针对交流侧输入电压峰值大于输出电压的情况,提出由平均电流控制和电荷控制构成的双模式控制方案,确保变换器在一个基波周... 分析单相Boost-Buck功率因数校正变换器的工作原理,并对变换器在纯Boost和纯Buck模式下的电流控制问题进行分析。针对交流侧输入电压峰值大于输出电压的情况,提出由平均电流控制和电荷控制构成的双模式控制方案,确保变换器在一个基波周期内,不论在Boost,还是在Buck工作模式期间都可实现对输入电流的控制,达到功率因数校正的目的。文中给出双模式交替控制方案控制框图,并给出电荷控制方案的数字实现方法,最后通过实验对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行验证。研究成果对于单相级联型Boost-Buck变换器的控制也有一定参考价值。 展开更多
关键词 升降压变换器 功率因数校正 电荷控制 双模式 交替控制
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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
17
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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一种改进的CUK变换器在功率因数校正(PFC)中的应用
18
作者 刘树林 《工矿自动化》 1998年第S1期31-34,共4页
本文介绍了一种改进的CUK变换器电路及其实现PFC的机理。推导出了保证高功率因数的临界电感计算公式。SPICE仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。
关键词 cuk变换器 功率因素校正(PFC) 临界电感
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新型单级功率因数校正AC/DC变换器 被引量:2
19
作者 张继红 王卫 徐殿国 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期341-344,共4页
提出一种新型带抽头电感的单级功率因数校正AC/DC变换器。该变换器与采用两个电感的单级功率因数校正变换器同样可实现电流连续导通模式(CCM),若合理利用抽头电感的漏感有进一步减少器件的可能。对所设计的电路进行工作原理分析,并对电... 提出一种新型带抽头电感的单级功率因数校正AC/DC变换器。该变换器与采用两个电感的单级功率因数校正变换器同样可实现电流连续导通模式(CCM),若合理利用抽头电感的漏感有进一步减少器件的可能。对所设计的电路进行工作原理分析,并对电路进行了仿真和实验研究。实验结果证明,输入电压在宽范围内(100~240V),均满足高次谐波IEC6100032ClassD国际标准,最高效率可达到87%。 展开更多
关键词 单级功率因数校正 AC/DC变换器 电源高次谐波 电流连续导通模式
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具有低输出电流纹波的高功率因数Cuk PFC变换器 被引量:6
20
作者 周国华 田庆新 +2 位作者 冷敏瑞 阎铁生 曹太强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期32-41,共10页
工作于输入电感电流断续模式的Cuk功率因数校正(PFC)变换器,在半个工频周期内占空比恒定时,其输入电流存在谐波畸变,功率因数(PF)较低。针对此问题,研究了工作于输入电感电流断续模式、输出电感电流连续模式的Cuk PFC变换器。通过推导... 工作于输入电感电流断续模式的Cuk功率因数校正(PFC)变换器,在半个工频周期内占空比恒定时,其输入电流存在谐波畸变,功率因数(PF)较低。针对此问题,研究了工作于输入电感电流断续模式、输出电感电流连续模式的Cuk PFC变换器。通过推导输入电流和PF值的表达式,设计了一种基于变占空比控制的Cuk PFC变换器,可保证在宽输入电压范围内使PF值接近于1,且减小器件的电流应力。通过占空比拟合的方法简化了控制电路的设计。充分利用了Cuk变换器输出电流无脉动、纹波小的特点,实现了低纹波的恒流输出。最后,通过仿真和实验对定占空比控制的Cuk PFC变换器与提出的变占空比控制Cuk PFC变换器进行了性能对比,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 cuk变换器 功率因数校正 变占空比控制 低输出电流纹波
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