電源：無(wú)輸入整流橋的單級(jí)PFC變換器

5　穩(wěn)態(tài)分析

為保證高的功率因素單級(jí)PFC電路的PFC級(jí)工作在DCM，而DC/DC級(jí)工作在CCM下，要注意電路功率平衡的問(wèn)題。

當(dāng)輸出功率減小的時(shí)候，則前級(jí)boost電路占空比會(huì)減小，則DC/DC級(jí)的占空比也會(huì)減小(因?yàn)楣灿瞄_(kāi)關(guān)管)，就會(huì)導(dǎo)致直流母線(xiàn)上的電壓上升從而縮窄脈寬達(dá)到新的功率平衡。反之當(dāng)輸出功率增加的時(shí)候，則前級(jí)boost電路占空比會(huì)增加，則DC/DC級(jí)的占空比也會(huì)增加(因?yàn)楣灿瞄_(kāi)關(guān)管)，就會(huì)導(dǎo)致直流母線(xiàn)上的電壓下降從而達(dá)到新的功率平衡。所以輕載下，直流母線(xiàn)電壓會(huì)達(dá)到滿(mǎn)載時(shí)候的幾倍以上，這就限制了單級(jí)PFC的實(shí)際應(yīng)用。通常采用的方法是對(duì)直流母線(xiàn)采取鉗位措施，或者當(dāng)電壓上升到一定的值，讓DC/DC級(jí)也進(jìn)入DCM模式。當(dāng)負(fù)載變輕時(shí)，占空比必然會(huì)減小，因此沒(méi)有不平衡功率存在，儲(chǔ)能電容的電壓不會(huì)因?yàn)樨?fù)載變輕而增加。但是這種組合存在導(dǎo)通損耗和功率開(kāi)關(guān)電流應(yīng)力大，效率低的缺點(diǎn)

假設(shè)開(kāi)關(guān)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電網(wǎng)頻率?？闪睿?/p>

這里，Vim為輸入電壓的峰值。如果PFC級(jí)占空比為D，開(kāi)關(guān)周期為T(mén)，可以得到輸入電流的低頻平均表達(dá)式：

那么輸入功率為：

將式(2)和(3)代入式(4)，可以的到

這里

對(duì)于DC/DC級(jí)，連續(xù)模式和斷續(xù)模式的臨界條件

當(dāng)

的時(shí)候?qū)?huì)進(jìn)入連續(xù)模式，此時(shí)電壓關(guān)系式為

當(dāng)

的時(shí)候?qū)?huì)進(jìn)入不連續(xù)模式，此時(shí)電壓關(guān)系式為：

這里

由前面的推導(dǎo)可知通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇Lf等參數(shù)(根據(jù)

此式來(lái)選擇)當(dāng)負(fù)載變輕時(shí)使DC/DC級(jí)也進(jìn)入DCM模式。當(dāng)負(fù)載變重時(shí)使DC/DC級(jí)也進(jìn)入CCM模式來(lái)降低電容電壓。

6　結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了一種新的單級(jí)功率因數(shù)校正拓?fù)?，由?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/整流">整流橋和DC/DC變換共用開(kāi)關(guān)管，節(jié)省了兩個(gè)整流管，減小損耗，提高了效率。給出了仿真電路圖和結(jié)果，另外還討論降低儲(chǔ)能電容電壓的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] A Power-Factor Controller for single stage PWM Rectifiers　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL46

[2] A Single –stage Electronic ballast with High Power Factor　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL47

[3] 張占松，蔡宣三， 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)，第一版，電子工業(yè)出版社，1999

[4] 嚴(yán)百平，劉建，不連續(xù)導(dǎo)電模式高功率因數(shù)開(kāi)關(guān)電源，第一版，科學(xué)出版社