一種改進(jìn)的無橋Boost功率因數(shù)校正電路
摘要:無橋電路由于電流流經(jīng)功率回路中半導(dǎo)體器件的減少,相對傳統(tǒng)整流橋的電路拓?fù)湫实玫教嵘?,在低壓輸入和中?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/功率">功率應(yīng)用場合意義顯著。現(xiàn)有的無橋電路存在EMI問題突出等不足,為此對現(xiàn)有無橋Boost型電路進(jìn)行改進(jìn),提出了具有高效率、高功率因數(shù)和低EMI噪聲的新型無橋Boost功率因數(shù)校正(PFC)拓?fù)洌诶碚摲治龅幕A(chǔ)上使用Pspice 9.2進(jìn)行仿真驗證。設(shè)計了一臺85~265 V交流輸入,400 V/300 W輸出的實驗樣機(jī),進(jìn)一步驗證了該無橋變換器的良好電氣特性。
關(guān)鍵詞:功率因數(shù)校正;無橋變換器;電磁干擾
1 引言
無橋PFC變換器在低壓輸入和中大功率場合具有明顯的效率優(yōu)勢,但現(xiàn)有無橋PFC變換器仍不成熟,文獻(xiàn)對現(xiàn)有的多種無橋電路進(jìn)行比
較,指出雙Boost無橋拓?fù)渚哂须娏鳈z測電路簡單、導(dǎo)通損耗低、EMI噪聲小且兩個開關(guān)管可以共用同一PWM驅(qū)動信號等特點,成為現(xiàn)有無橋Boost型拓?fù)涔こ虘?yīng)用的最優(yōu)選擇。但此電路的缺點是開關(guān)管只能選擇無反并二極管封裝的IGBT,因此電路的工作頻率將受到限制,在功率不大的情況下,難以選擇合適的控制策略,如臨界電流模式(BCM)控制。若開關(guān)管選用功率MOSFET,其中一個電感正常工作時,另一電感中會有逆向電流產(chǎn)生,此電流對電路的動態(tài)性能和效率都會產(chǎn)生不良影響,并且此電流的存在還可能導(dǎo)致連接于交流輸入端和輸出地之間慢速二極管的關(guān)斷,增大共模噪聲。另外,若不希望影響電路的功率因數(shù)且精確采樣開關(guān)管電流,則兩開關(guān)管不適合共用一個電流采樣電阻,獨立采樣勢必增加采樣電路的復(fù)雜性。在此針對現(xiàn)有的雙Boost拓?fù)潆娐反嬖诘膯栴}進(jìn)行改進(jìn),提出了無需使用IGBT便能抑制電感逆向電流的新型無橋Boost PFC電路,并采用BCM進(jìn)行了仿真和實驗驗證。
2 新型拓?fù)湓矸治?br />2.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖1示出所提出的新型無橋Boost PFC電路拓?fù)洌渲蠽D1~VD4為快管,VD5,VD6為慢管,C1,C2為高頻電容。
當(dāng)交流電源uin處于正半周(即上正下負(fù))時,uin,VS1,VD3構(gòu)成L1的充電回路,uin,VD1,VD5,輸出濾波電容C3及負(fù)載R構(gòu)成L1的放電回路;當(dāng)uin處于負(fù)半周時,uin,VS2,VD4構(gòu)成L2的充電回路,uin,VD2,VD6,C3及R構(gòu)成L2的放電回路。
2.2 電路工作階段分析
由于BCM下的Boost變換器中快恢復(fù)二極管自然關(guān)斷,避開了反向恢復(fù)問題,變換器中的開關(guān)管為零電流開通,并且功率MOSFET開通前的準(zhǔn)諧振過程將有效減小其自身的容性開通損耗。以BCM控制為例,分析所提出的改進(jìn)拓?fù)洌渲蠽S1,VS2共用電流采樣電阻和驅(qū)動信號。電路工作的關(guān)鍵參量波形如圖2所示。
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