单级功率因数校正变流器降低开关电压应力方法

提出一种低电压应力的buck变换器。该变换器能在整个负载范围内实现所有开关管的零电流开关(zerocurrentswitching,zcs)和所有无源开关管的零电压开关(zerovoltageswitching,zvs),而且通过无源箝位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰;此外,所有开关管的电流应力都很小。该文详细分析了该变换器的工作原理以及箝位支路的作用机理,并通过状态空间平均法分析了该变换器的稳态和动态特性,最后在一台1200w的原理样机上进行实验验证,并给出实验结果。

本文首先基于三相静止坐标系的典型控制方案与基于d-q同步旋转坐标系的矢量控制方案作了比较,然后运用功率平衡的原理对本文给出的矢量控制方案进行了系统设计,并在此基础上提出一种前馈控制策略并进行了仿真验证。

被研究电路简单而实用,工作于固定占空比就能实现功率因数校正,不过这种情况下,输入电流含较多的5、7和11次谐波。往占空比注入6倍次谐波,能显著减小谐波,但确定各谐波的注入量是个难点。采用多种算法(含遗传算法)对谐波注入系数进行了优化。经对比可知:最简单迅速的方法是一维搜索;各次谐波的注入系数和输入电压幅值有关,只注入6次谐波效果还不够理想;此外,所给优化结果是这种电路所能达到的最佳效果。

软开关技术可以抑制功率因数校正(pfc)电路中功率管开通时的电流上升率di/dt,同时降低关断时的电压上升率du/dt,使整个电路的效率得到提高。介绍了一种无损软开关升压(boost)功率因数校正变换器,详细分析了电路的工作原理,并以此设计出一台开关频率为100khz,功率300w的样机,并给出实验波形。实验结果表明,加入辅助电路结构可以实现软开关,有效地改善开关管的工作波形。

三相单开关boost型功率因数校正器的分析和设计较为繁琐,简化模型可使电路的分析和设计大为简化,利用简化模型对功率因数校正器进行了分析和设计,仿真和实验说明了分析和设计的正确性。

根据三相单开关功率因数校正(pfc)电路的工作原理,实现了专用时域仿真程序的编制,待求解的微分方程阶次低,仿真速度高。通过与通用仿真程序的对比,证明了专用程序的有效性和高速性。

单相有源功率因数校正电路(powerfactorcorrection,pfc)的拓扑常选择升压式boost电路,电压可升可降的拓扑如cuk、sepic、zeta等开关电压应力大、损耗大。分析了一种低电压应力的双开关管的buck/boost拓扑,分析其在3种工作电路方案下的开关电压应力和功率损耗,应用mathcad进行数学建模并分析计算结果。

为了满足输入电流谐波限制标准,例如iec1000-3-2,在dc-dc变换器前加入一级功率因数校正变换器作为预调节器。但是对于有保持时间要求的电源,当输入掉电时,由于受下一级dc-dc变换器占空比变化范围的限制,预调节器电容上存储的能量不能全部传送到输出端,因此需要较大容量的电容以提供要求的保持时间。该文提出1种新的预调节器,它可以充分利用预调节器的电容能量,因此在相同的条件下可以减小储能电容,并且保持电容电压低于450v。分析了这种变换器的工作原理,并在1个250w的原理样机上进行了验证,最后给出了实验结果。

提出了一种低电压应力z源电路拓扑,该电路通过二极管的控制,在直通时对电感进行并联充电,在非直通时使电感串联放电,从而以较短的直通占空比获得较大的升压比,达到降低功率开关电压应力的目的。分析了电路的工作原理并进行了仿真与实验研究,结果验证了电路的有效性。

提出了一种新颖的三相cuk型高功率因数校正电路。在电路拓扑中采用三相全桥整流桥和单管功率开关实现高功率因数和低谐波电流输入;同时在中间储能电容(过渡电容)上串联一电感以及在续流二极管上并联一小电容,使得电路工作在复合谐振状态,从而获得零电流开关。文章分析了电路的工作原理,仿真验证了理论分析结果,同时一个2kw的试验电路验证了结论的正确性。该电路具有输出电压调节范围宽、功率因数和效率高等特点,具有很好的实用化前景。

提出了一种基于幅相控制、实现功率因数可调的三相pwm变流器控制方法。通过建立系统低频数学模型,分别在整流和逆变状态下,探讨系统实现功率因数、从电网吸收或回馈容性、感性无功功率的动态调节过程。分析了控制角、受控的功率因数角、最大负载能力、最大回馈电网电能与调制深度、负载、电感量之间的关系。实验表明,该pwm变流器具有控制简便、相电流谐波较小等优点。

引言荧光灯镇流器的整流滤波电路(如图1所示)工作时会在电网中产生谐波。其产生机理是:交流电压经过整流和电容滤波后,在滤波电容c上得到一个直流电压uc。由于uc的存在,在交流输入电压的绝对值〡u入〡<uc时,整流电路的所有二极管都处

研究了一种高功率因数的双开关升压整流器的单周期控制方法。在该整流器中,二极管整流电路和功率因数校正环节结合在一起,减少了导通损耗,具有效率高,结构简单等特点。但是由于升压电感在交流侧,电流和电压检测不是很方便。为此,引进单周期控制技术,它不需要检测交流输入电压,而且对输入电流的检测也相对简单。同时单周期控制电路具有简单可靠、响应快、成本低、易于实现等特点。文中较为详细地分析了单周期控制双开关升压整流器的工作原理和实现方式,最后在pspice中进行了仿真验证。

通过对单周双极性控制三相功率因数校正技术的工作原理、控制方法进行仿真研究,在单周双极性控制下输入电流能较好地跟踪输入电压,验证了采用该控制策略,功率因数校正系统具有动态响应快、易于平稳等优点。分析了单周双极性控制下,在每个开关周期、不同开关时段、不同开关组合情况的电感电压和电感电流的关系,经过对saber模型仿真结果的分析,推导出电感电流纹波的数学表达式,得出了电流纹波与电感值、开关频率和积分时间系数相关的结论。同时,系统参数一定时,当输出电压大于2倍的相电压与积分时间系数的比值,可以减小电感电流纹波;输入、输出电压一定时,电感电流纹波与电感值和开关频率成反比;系统稳定性范围与负载大小及积分时间系数有关。

采用伪相移式全桥零电压零电流(pps-fb-zvzcs)变换器完成三相功率因数校正(pfc)和输出电压调节双重功能,并能有效抑制直流母线电压。本文对其进行了理论分析、关键参数计算、计算机仿真和实验室样机实验验证。实验表明,其最大输出功率为10kw,功率因数达到0.99,轻载时直流母线电压小于800v。

功率因数校正(pfc)是治理谐波的一种有效方法。设计了一种新型高效单相boost高功率因数整流器,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du/dt和di/dt,提高了电路效率。控制电路采用ir1150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。

三相交流电源供电的较大功率变频空调日益得到广泛应用,带来了三相整流器的功率校f问题。在简要分析三相单开关部分有源pfc的基础上,根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同,提出了两种结合有源pfc技术和无源pfc技术的buck型混合三相有源部分pfc方案,在对其工作原理进行简要分析和仿真分析的基础上,进行了实验研究,所得结果验证了所提出的三相部分pfc具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足iec61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98。

三相交流电源供电的较大功率变频空调的广泛应用,带来了三相整流器的功率校正问题。根据三相三线制、三相四线制供电方式的不同,提出了两种结合有源pfc技术和无源pfc技术的buck型混合三相有源部分pfc方案。在对其工作原理进行简要分析的基础上,进行了实验研究,所得结果验证了提出的三相部分pfc具有电压与电流应力小、效率高、功率因数高、直流平均电压较高的特点,各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足iec61000-3-2标准,中等负载以上时输入功率因数高达0.98,效率高达0.98。

本文提出了一种通过调节pwm整流器功率因数,来抑制交流传动的列车处于再生制动时因受电弓处电压过高而导致再生失效的方法。分析了列车再生制动时,为了抑制受电弓电压升高,所需的pwm整流器功率因数角调节的范围,给出了在pwm整流器的预测电流控制的基础上改进策略并实现其功率因数调节的方案。在考虑无功传输导致的线路功率损耗的情况下,计算了抑制受电弓电压上升所需要的pwm整流器功率因数角调节的大小,并通过仿真验证了方案的可行性。

研究了基于单周期控制的三相六开关高功率因数整流器,推导了三相六开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的pfc控制器,完成了2kw三相高功率因数整流器的设计与试验。试验结果表明,该系统的功率因数可达0.991,实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

谐波污染已引起世界各国的高度重视。功率因数校正(pfc)是治理谐波的一种有效方法。本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的pfc控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作。完成了7kw三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变。

在给出非正弦波电流功率因数的定义基础上,提出了一种改善变频空调器功率因数的电路,说明其工作原理,并给出了仿真电流波形和电流谐波频谱波形。实验结果证明:改进后的变频空调器在改善功率因数方面是有效的,并在实际中获得了运用