单周控制无源无损软开关高功率因数整流器 passive lossless soft-switching high power factor rectifier with one-cycle control.pdfVIP

第30卷第7期 电力自动化设备 V01．30No．7 Automalion Eleetrit-Power 囝2010年7月 Equipmf训 Jul．2010 单周控制无源无损软开关高功率因数整流器 张厚升 (山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255049) 器．主电路在传统的Boost电路中加入无源无损软开关网络，在不改变电路原有工作原理、模式的情况下降 低了d12,／dt和di／dt，提高了电路效率。控制电路采用IRl150作为主控芯片，简化了PFC电路的设计并缩 小了装置体积．分析了单周期控制的功率因数校正原理与无源无损网络的工作原理。对高功率因数整流器 的主要模块进行了详细分析与设计。设计了一种新型薄铜带工艺绕制的带中心抽头的三点式电感，有效地 减小了高频集肤效应．改善了Boost变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。250W的样机试验表明，该 高功率因数整流器设计合理、性能可靠。功率因数可达0．993。实现了开关管开通时的零电流开通和关断时 的零电压关断。 关键词：功率因数校正：单周期控制；软开关；Boost变换器；电磁干扰 中图分类号：TM461；TM464文献标识码：A 中单周期控制适用性的理论进行了分析和实验验 0引言 证．文献[8，101等都对单周期控制的单相功率因数 校正器做了大量的研究工作．但其主开关管均采用 在电力电子装置中．整流装置所占的比例最大。 硬开关模式。开关损耗较大。为了克服硬开关缺陷。 目前．常用的整流装置几乎都采用二极管整流。由于 人们提出了许多软开关技术。无源无损软开关技术 整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用．输入 电流发生畸变而成为脉冲状的电流波形．其中含有 是无源软开关技术的拓展．该技术没有电阻元件．只 采用电感、电容和二极管等无源器件，通过电感和电 大量的谐波分量。这些谐波分量注入电网，引起严重 容的谐振1二作．实现能量的传递和转移[¨．13]。本文以 的谐波“污染”．抑制谐波和提高功率因数已成为电 IRll50作为主控芯片．采用一种无源无损软开关网 力电子技术领域面临的一项重大课题．正在受到越 络．对Boost变换器实现闭环控制．从而达到单位功 来越多的关注．是国内外争相研究的热点c1-扪。 率因数校正的目的．降低了开关损耗。 大多数整流器采用平均电流控制来达到功率因 数校正(PFC)的目的，但平均电流控制需要检测输1单周控制的功率因数校正 入电压、电感电流、输出电压，并且使用乘法器来实 现…，使得系统控制复杂，投资增加。文献[4]中提出 图1给出了单周期控制的单相Boost功率因数 校正电路。为了分析稳态特性．简化推导过程．特作 的单周期控制OCC(OneContr01)技术很好地 Cycle 解决了这个问题。单周期控制技术是一种不需要乘 如下假设：开关频率远大于电源频率：忽略电感电 法器的新颖控制方法．同时具有调制和控制的双重 流的纹波．电路工作于CCM模式：忽略开关器件的 性，该技术的突出特点是：无论是稳态还是