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改进的单级功率因数校正AC/DC变换器的拓扑综述

资料介绍
电源技术论文

改进的单级功率因数校正AC/DC变换器的拓扑综述
摘要:单级功率因数校正(简称单级PFC)由于控制电路简单、成本低、功率密度高在中小
功率场合得到了广泛的应用。但是,单级PFC中存在一些问题,如储能电容电压随输入电
压和负载的变化而变化,在输入高压或轻载时,电容电压可能达到上千伏;变换器的效
率低;开关损耗大等缺点。介绍了几种改进的拓扑结构以解决这些问题。
    关键词:功率因数校正;AC/DC变换器;单级
1 概述
为了减小对交流电网的谐波污染,国内外都制订了限制电流谐波的有关标准(如IEC
1000-3-
2)。因此,要求交流输入电源必须采取措施降低电流谐波含量,提高功率因数。目前
广泛采用的有源功率因数校正方法有两种,即两级PFC和单级PFC。两级PFC方案[1]如图
1所示,将PFC级输出端与DC/DC变换器相串联,两级控制电路相互独立。
PFC级使输入电流跟随输入电压,使输入电流正弦化,提高功率因数,减少谐波含量
。后接的DC/DC级实现输出电压的快速调节。由于采用两级结构,电路复杂,装置费用高
,效率低。在小功率应用场合,两级PFC很不适用。因此,研究单级PFC及变换技术成为
电力电子领域中的一项重要课题。

   
单级PFC[2][3]将PFC级和DC/DC级组合在一起共用一个开关管和一套控制电路,同时实现
对输入电流的整形和对输出电压的调节。它与两级方案不同的是,控制电路只调节输出
电压,保证输出电压的稳定,在稳态时,占空比恒定,因此,要求PFC级的电流能自动跟
随输入电压,虽然,单级PFC变换器的输入电流不是正弦波,PF值不如两级方案高,但由
于IEC1000-3-
2只对电流谐波含量有要求,对PF值没有严格的要求,单级PFC变换器的输入电流谐波足
以满足IEC1000-3-2。而且由于采用单级结构,电路简单,成本低,功率密度高。
……
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