黄立 张浩然

摘 要 氮化镓技术鉴于其优良的开关特性和持续提升的品质，近年来在电力转换应用方面慢慢得到了重视。本文根据电流连续传导模式的图腾柱无桥PFC拓扑的特点，将氮化镓器件应用于电路中以提高功率因素。利用Simulink软件对电路进行了仿真和分析，结果表明平均电流控制的无桥PFC达到了提高功率因素的目的。

【关键词】氮化镓 PFC Simulink

电力电子设备在电力系统和日常生活中的广泛使用，带来了便捷的同时也伴随着谐波污染问题。谐波污染不仅会导致输入的电流波形和电压波形不一致，而且能够产生严重的畸变。由于电压与电流波形的频率和相位不一致，会严重影响电网电能的质量，导致输入功率因数降低。同时，谐波还会对电气装置造成干扰，导致仪器仪表和系统装置产生误计量或误操作。为了提高电网供电质量，抑制谐波污染，功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）已经成为电力电子行业中的热点。

提高功率因数校正变换器的效率与功率密度是有效途径之一，基于硅（Si）器件的Boost PFC变换器已经被广泛研究。由于Si器件性能已经被发掘接近极限，基于其的变换器特性也很难再提高。近年来，新宽禁带半导体氮化镓（GaN）的出现，由于其优越的材料属性，使GaN开关器件具有开关速度快、导通电阻低等优点。GaN器件的逐渐普及为变换器性能提高到一个新的等级提供了可能。

1 图腾柱无桥Boost PFC电路

如图1所示，分析电路结构可以发现，在输入电压的每半个周期内，都只有两个半导体器件处于工作状态，所以该拓扑具有开关损耗小和效率高的优点。……