高功率因數(shù)單開關(guān)隔離型PFC變換器研究.pdf

1、隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，AC-DC開關(guān)變換器為公共電網(wǎng)帶來了嚴(yán)重的諧波污染。功率因數(shù)校正(Power Factor Correction，PFC)技術(shù)可以有效地消除電力系統(tǒng)的諧波污染，提高輸入功率因數(shù)。因此，PFC技術(shù)在AD-DC開關(guān)變換器中得到了廣泛的應(yīng)用。單開關(guān)隔離型PFC變換器具有輸入輸出隔離、成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于PFC技術(shù)領(lǐng)域，其中反激PFC變換器最受歡迎。一般來說，由于變壓器漏感的能量需要被RCD緩沖電路消

2、耗，才能避免電路中出現(xiàn)較大的電壓、電流尖峰。因此，反激PFC變換器的工作效率將因其緩沖電路而受到限制。本文致力于研究高功率因數(shù)、高效率的隔離型PFC變換器。
　　傳統(tǒng)峰值電流控制(Peak Current Controlled，PCC)臨界連續(xù)模式(CriticalConduction Mode，CRM)反激PFC變換器的開關(guān)管電流峰值包絡(luò)跟隨輸入正弦半波電壓，導(dǎo)致輸入電流不是標(biāo)準(zhǔn)正弦波。本文提出一種正弦平方補(bǔ)償峰值電流控制(Si

3、ne Square Compensated Peak Current Controlled，S2C-PCC)方法。在PCC-CRM反激PFC變換器的開關(guān)管峰值電流包絡(luò)中補(bǔ)償一個正弦平方項，該項系數(shù)由輸入電壓幅值、輸出電壓和變壓器原副邊線圈匝比共同決定。以補(bǔ)償后的峰值電流包絡(luò)對開關(guān)管電流峰值進(jìn)行控制，使變換器在全輸入電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)單位功率因數(shù)。最后，通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。
　　為降低CRM反激PFC變換器中變壓器漏感

4、的能量損耗，提高變換器的工作效率，本文首次在CRM反激PFC變換器的變壓器副邊引入一個由諧振電容、變壓器漏感以及續(xù)流二極管組成的諧振網(wǎng)絡(luò)，將變換器漏感能量傳遞到負(fù)載，提高了變換器的工作效率，降低了開關(guān)管、二極管的電壓應(yīng)力。同時，采用定導(dǎo)通時間(Constant On Time，COT)控制方法，還使得變換器的輸入電流變得更加正弦。最后，通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。
　　類似地，本文將諧振網(wǎng)絡(luò)引入到斷續(xù)模式(Discont

5、inuous Conduction Mode，DCM)反激PFC變換器中，解決了DCM反激PFC變換器低工作效率的問題，但也使得原有的標(biāo)準(zhǔn)正弦輸入電流發(fā)生嚴(yán)重的畸變。因此，為了消除諧振網(wǎng)絡(luò)給DCM反激PFC變換器帶來的不利影響，本文將VOT控制方法應(yīng)用到了DCM單開關(guān)諧振隔離型PFC變換器中。通過引入輸入電壓和輸出電壓來共同調(diào)節(jié)開關(guān)管導(dǎo)通時間，使得VOT-DCM單開關(guān)諧振隔離型PFC變換器具有高工作效率、低器件應(yīng)力的同時，還能夠保持和C