单相升降压PFC变换器分阶段电流优化控制技术研究.pdfVIP

2014年10月 第29卷第10期 电工技术学报 V01．29 No．10 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Oct． 20 14 单相升／降压PFC变换器分阶段电流优化 控制技术研究 毛 鹏1 王 (1．南京信息工程大学 南京 210044 2． 川云2 贾红云1 南京博兰得电子科技有限公司 南京 210042) 摘要 分析了单相级联型Boost．Buck高功率因数整流器工作原理，指出了传统双环控制方案 存在的不足，在此基础上提出一种分阶段电流控制方案，并给出了程序流程图。新方案中，升压 模式下采用平均电流控制，降压模式下采用电荷控制，可确保变换器在一个基波周期内的不同阶 段都实现良好的输入电流控制效果，达到电流优化控制的目的。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了验证，并指出了后续研究工作的重点。 关键词：升／降压 功率因数校正 分段优化 组合控制 中图分类号：TM46l Research on Single—Phase Boost／Buck PFC Converter with Piecewise Optimized Current Control Scheme Mao Pen91 Wang Chuanyun2 Jia Hongyun 1 (1．Nanjing University of Information ScienceTechnology Nanj ing 2 1 0044 China 2．FSP—Powerland Technology Inc Nanjing 210042 China) Abstract Work principle of single··phase Buck··cascaded Boost-Buck high power factor correction rectifier is analyzed，and drawbacks of the traditional control scheme are summarized．Based on the analysis，a novel piecewise optimized control scheme is proposed，and the corresponding flowchart is given．According to the new control scheme，the current control technology of average mode control and charge control is used in boost stage and Buck stage separately,which ensures the good input current in the whole fundamental period．Finally，the validity of theory analysis and effectiveness of the control scheme is verified through experimental results，and the future research work need to be done is pointed out also． Keywords：Step-up and step—down，power factor correction，piecewise optimization，integrated contr01 scheme 引言 在开关电源中，交流／直流(简称AC．DC)变换 器通常需要具有功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)功能。现有应用以升压型PFC变 换器为主[¨，但在宽输入、宽输出电压变化场合， 国家自然科学青年基金和江苏省自然科学基金 (BK2012462)资助项目。 收稿日期2012—04—12 改稿日期2013-0】一18 升压型变换器并非最佳选项。例如，在电动汽车充 电站中，充电机输入为交流，相电压有效值为220V， 输出为直流，给电池充电，此时，如果使用升压型 AC—DC变换器，为得到良好的输入电流品质，输出 电压至少要控制在400V以上，而作为负载的电池， 需要的直流电压在较宽范围内变化，并且可能低于 400V，比如介于100～400V之间。在类似场合下， 采用升压型变换器实现PFC，将会导致较高的直流 输出电压，并引发如下问题：①为满足对负载的供 电，需采用多级变换器架构，这将显著降低系统效 第29卷第10期 毛 鹏等 单相升／降压PFC变换器分阶段电流优化控制技术研究 123 率【2】；