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新型单级隔离型PWM变换器及其控制研究

2012-08-01夏泽中任大庆任薛蓓杨荣德

夏泽中,任大庆,任薛蓓,杨荣德

(武汉理工大学自动化学院,湖北 武汉 430070)

随着电力电子装置的广泛使用,谐波干扰越来越受到人们的关注。目前,带有功率因数校正的开关变换器通常分为单级结构和两级结构两类[1]。在两级结构的电路中,第一级类似于Boost型PFC电路,目的在于控制输入功率因数并且抑制输入电流的高次谐波;第二级为DC/DC变换器或DC/AC变换器,目的在于调节输出以便与负载匹配。由于两级分别有自己的控制环节,使得该电路具有良好的性能,但由于器件太多,故成本提高很多,因而两级方案大多用于精密电源和大功率电源的功率因数校正中。单级结构的电路将PFC级和DC/DC级整合在一起,同时完成因数校正和输出电压调节两项功能,平均电流的单周期控制方式既简化了控制电路,又降低了成本,同时还减少了变换器的损耗[2]。

目前单级PFC变换器拓扑的研究主要采用单开关方案,仅限于小功率电源。原因在于:首先,单级变换器要求兼顾输出电压的快速调节及输入电流波形的控制,而单开关方案在设计中存在许多不足,使电路元器件的利用率下降;其次,单级变换器虽能实现部分能量直接向输出侧传递,但其比例较小,因此总体效率可能会低于两级变换器,从而使单级变换器的成本优势难以体现;与两级变换器相比单级变换器存在着输入电流畸变率较高的缺点,通常高达40% ~70%。同时,当电源的输出功率增加或多台电源并联运行时,其谐波将不能满足要求,使得电路拓扑、器件成本及效率等各项指标都难以令人满意[3-4]。……

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