电源:无输入整流桥的单级PFC变换器
5 稳态分析
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/176422.htm为保证高的功率因素单级PFC电路的PFC级工作在DCM,而DC/DC级工作在CCM下,要注意电路功率平衡的问题。
当输出功率减小的时候,则前级boost电路占空比会减小,则DC/DC级的占空比也会减小(因为共用开关管),就会导致直流母线上的电压上升从而缩窄脉宽达到新的功率平衡。反之当输出功率增加的时候,则前级boost电路占空比会增加,则DC/DC级的占空比也会增加(因为共用开关管),就会导致直流母线上的电压下降从而达到新的功率平衡。所以轻载下,直流母线电压会达到满载时候的几倍以上,这就限制了单级PFC的实际应用。通常采用的方法是对直流母线采取钳位措施,或者当电压上升到一定的值,让DC/DC级也进入DCM模式。当负载变轻时,占空比必然会减小,因此没有不平衡功率存在,储能电容的电压不会因为负载变轻而增加。但是这种组合存在导通损耗和功率开关电流应力大,效率低的缺点
假设开关频率远远高于电网频率。可令:
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_0.jpg)
这里,Vim为输入电压的峰值。如果PFC级占空比为D,开关周期为T,可以得到输入电流的低频平均表达式:
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_1.jpg)
那么输入功率为:
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_2.jpg)
将式(2)和(3)代入式(4),可以的到
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_3.jpg)
这里
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_4.jpg)
对于DC/DC级,连续模式和断续模式的临界条件
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_5.jpg)
当
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_6.jpg)
的时候将会进入连续模式,此时电压关系式为
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_7.jpg)
当
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_8.jpg)
的时候将会进入不连续模式,此时电压关系式为:
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_9.jpg)
这里
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_10.jpg)
由前面的推导可知通过适当的选择Lf等参数(根据
![电源:无输入整流桥的单级PFC变换器www.21ic.com](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131009/176422_2_11.jpg)
此式来选择)当负载变轻时使DC/DC级也进入DCM模式。当负载变重时使DC/DC级也进入CCM模式来降低电容电压。
6 结 语
本文介绍了一种新的单级功率因数校正拓扑,由于整流桥和DC/DC变换共用开关管,节省了两个整流管,减小损耗,提高了效率。给出了仿真电路图和结果,另外还讨论降低储能电容电压的方法。
参考文献:
[1] A Power-Factor Controller for single stage PWM Rectifiers IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL46
[2] A Single –stage Electronic ballast with High Power Factor IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL47
[3] 张占松,蔡宣三, 开关电源原理与设计,第一版,电子工业出版社,1999
[4] 严百平,刘建,不连续导电模式高功率因数开关电源,第一版,科学出版社
电子镇流器相关文章:电子镇流器工作原理
评论