一種新穎的零電壓轉(zhuǎn)換PFC變換器設(shè)計(jì)
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為驗(yàn)證上述分析過程的正確性，利用PSpice對ZVS-PWM PFC變換器做了仿真分析，仿真條件為：輸入電流=5/30A；輸出直流電壓=400V；開關(guān)頻率=100kHz；諧振電容Cr=15nF；吸收電容Cs=1.0nF；諧振電感Lr=5uH；主開關(guān)K ：IRFP460；輔助開關(guān)S：IRFP840；二極管D：MUR890；鉗位二極管DC：MUR3040；輸出電容Co=1000uF。
仿真波形如圖3、圖4所示：分別為滿載和輕載條件下電壓、電流、主開關(guān)管和輔助開關(guān)管驅(qū)動信號的仿真波形。從這些波形中可以看出，主開關(guān)管工作于固定頻率，并且實(shí)現(xiàn)了零電壓轉(zhuǎn)換。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了輔助開管的零電流轉(zhuǎn)換和二極管的軟關(guān)斷。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證該變換器的工作原理和性能，在實(shí)驗(yàn)室完成了一臺功率為3kW，工作頻率為100kHz的通信用開關(guān)電源裝置。圖6和圖7給出了輸入交流160V～275V，輸出電壓為400V時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形。控制器以UC3854為核心，輔以必要的外圍電路，可使所提出的ZVT PFC變換器獲得近似正弦波的輸入電流，并且THD很小，只有5.7%, PFC達(dá)到了0.99。 輸入電流和電壓波形如圖6所示。圖7給出了提出的ZVT-PWM PFC工作在滿載條件下的實(shí)驗(yàn)波形圖?？梢钥闯觯瑢?shí)驗(yàn)波形與仿真結(jié)果一致。主開關(guān)管和輔助開關(guān)管都可在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電流開關(guān)，并且電壓和電流應(yīng)力都很小。另外，二極管D也實(shí)現(xiàn)了軟關(guān)斷。
4 結(jié) 論
本文提出了兩種新穎的ZVT-PWM升壓PFC變換器，分析了其工作過程及電路參數(shù)。通過仿真和實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了這種變換器不僅可實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管的零電壓轉(zhuǎn)換和輔助開關(guān)管的零電流開關(guān)，而且開關(guān)管的電壓電流應(yīng)力非常小，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的變換器效率可高達(dá)94%.
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