皇甫宜耿, 王爱本, 赵犇, 马雨辉, 马瑞, 夏磊

(1.西北工业大学深圳研究院, 广东 深圳 518057; 2.西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072)

随着化石能源的枯竭和日益严重的环境污染问题，以集中式、化石能源发电方式为主的传统电网正在向以分布式发电、清洁能源为主的智能电网转变。微电网是从传统电网向智能电网的过渡，开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入[1]。微电网中有许多需要低压直流电源的应用场合，电能的传输、存储、离网[2]，例如蓄电池充电、电解水制氢等。因此，非常有必要开发具有低输出电压和高效率的AC-DC变换器。桥式整流引起严重的电流谐波失真，因此功率因数校正(power factor correction，PFC)技术得到了快速发展。

传统的单相有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)变换器由前级桥式整流电路和后级DC/DC电路组成，常用的DC/DC电路包括Buck、Boost、Buck-Boost、CUK、Sepic和Zeta电路[3]。Buck变换器具有一段死区时间，输入电流为零，这会导致较大的总谐波失真(total harmonic distortion，THD)和较低的功率因数(power factor，PF)[4-5]。Boost变换器由于输入电流连续和较低的输入电流THD等优点应用最为广泛，但其输出电压高于输入电压、不适合低压应用场合[6]。Buck-Boost变换器具有输入电流不连续、PF低的缺点[7]。Sepic变换器的缺点是输出电流不连续，从而导致高输出电压纹波[8]。CUK变换器的输入电流连续，纹波小，输出电压范围宽，已广泛应用于低压电源场合[9]。

传统的CUK PFC变换器的电流导通路径经过3个功率半导体器件，包括整流电路中的2个二极管和DC/DC电路中的1个开关管，增加了变换器的导通损耗，使其效率受到了极大限制[10]。……