关于箝位电路的新型单级PFC技术.pdfVIP

第30卷第5期 电力自动化设备 V01．30No．5 2010年5月 ElectficPowerAut。mati。n 2010 Equipmetit May @ mnm m m 基于箝位电路的新型单级PFC技术 王大庆，贲洪奇，孟涛，鲁志本 (哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨150001) 摘要：单级桥式功率因数校正变换器由于变压器存在漏感。在电路换流过程中产生较大尖峰电压，增加了开关管 的电压应力，降低了系统可靠性。提出一种基于箝位技术的新型单级桥式功率因数校正变换器．利用一级电路同时实 现功率因数校正与DC／DC变换；通过在所提出变换器中设置箝位电路，吸收了尖峰电压．解决了开关管电压应力 过高的问题，并分析了实现功率因数校正、抑制电压尖峰的原理：针对电路结构以及功率因数校正电路的特点．分 析了所提出变换器中高频变压器的偏磁产生机理．并给出了相应的抑制措施。通过对实验系统的测试与分 析，表明所提出的变换器具有较高的功率因数和转换效率。并验证了理论分析的正确性。 关键词：功率因数校正：单级：电压应力：箝位：偏磁 46 中图分类号：TM 文献标识码：A 有源功率因数校正(PFC)技术是抑制电流谐vn～、k、二极管VD、箝位电容cc、隔直电容c口、高频 波、提高功率因数、降低电力电子装置对电网污染的 变压器T、输出整流滤波电路。 有效方法[14】。PFC变换器按结构可以分为双级型结构 当开关管VmV配导通时，变换器上下桥臂直通， 和单级型结构。单级型PFC变换器具有结构简单、 输入电感中的电流增大，电感储能；当开关管VmV傅 效率高等优点．有着重要的研究及应用价值【5-lo]。 或V仉V13导通时，电感通过变压器向负载释放能 基于桥式结构的单级PFC变换器以其结构简 量，输入电感中的电流减小。通过控制上下桥臂的直 单、系统效率较高、高频变压器双向励磁、适合应用 通时间来控制输入电感中电流的大小．实现对输入 于中大功率场合等优点得到广泛关注【llm]．但由于电流的控制，使输入电流为正弦波．且与输入电压同 变压器存在漏感．在电路换流过程中产生较大尖峰 相位，从而提高系统的功率因数。输入电流跟随输 电压．提高了对开关管的电压应力要求．较高的过电 人电压的示意图如图2所示。 压严重影响了系统的稳定性和可靠性[B】。 ‰ 本文结合典型单级桥式PFC电路．提出了一种 ／—、＼、 ／ ＼7l 2丌． 新型的单级桥式有源PFC变换器。通过增加箝位电 D 容吸收变压器漏感在电路换流过程中产生的di／dt． ＼ ／i 降低了开关管的电压应力。 1变换器拓扑 豇D 本文提出～种新型单相单级隔离式有源PFC 图2输入电流示意图 变换器，利用一级电路实现DC／DC变换，并可解决 current Fig．2Input 开关管电压应力过高的问题，其电路结构如图1所示。 该变换器拓扑以全桥结构为基础．主要由以下 当电路由直通状态转变为对臂导通状态时．输 几部分构成：输入整流电路、升压电感L扒功率开关 入电感中的电流流经变压器．变压器励磁电流的方