单级不间断高功率因数直流开关电源研究

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1、万方数据第25卷第9期2005年5月中国电机工程学报Proc∞dings0fⅡ屺CSEEv01．25№．9May2005@2005Cllin．Soc．forElec．Eng文章编号：0258．8013(2005)09．0135．04中图分类号：1’M465文献标识码：A学科分类号：470·40单级不间断高功率因数直流开关电源研究陈道炼，汤雨，宋海峰，宋晨(南京航空航天大学电气工程系，江苏省南京市210016)RESEARCHoNSINGLE．STAGEUNINTERRI瑾．，I．IBLEDCSWITCHINGp01lvERSU即LIE

2、SWITHmGHPoWER蟹’ACToRCHENDao—lian，1：：ANGYu，SONGHai-feng，SONGCh％。(NanjingU心rers时ofAerona瓶cs＆As咖nau血s，N姐jing210016，J汹唱suProVirlce，Ct妇a)A嘲’RACT．NoVelcircuits协lcn聆锄dtopolo垂es0fsin鲥e-stageDCswi甜lingpowersupplieswimmIilltemlp6blepowersupplyandlligllpowerfact0I；b私edonnyb∞kconVe

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5、℃c60n；Singk—stage；F1ybackconw觚er摘要t该文提出了一类基于反激变换器的单级不间断高功率因数直流开关电源电路结构与拓扑族。这类直流开关电源电路结构，由二极管整流桥与多功能反激直流变换器构成，实现了不间断供电、功率因数校正、输出直流电压的稳定与调节。深入分析研究了这类变换器的三种工作模式、稳态原理与关键电路参数设计准则。试验结果表明，这类直流开关电源具有拓扑简洁、变换效率高、功率密度高、不间断供电、功率因数高、输出直流电压稳定、成本低等优点，在计算机、通信、医疗等电子设备中具有广泛的应用前景。关键词：电力电子

6、；直流开关电源；不间断供电；功率因数校正；单级；反激变换器1引言传统的直流开关电源存在两个明显的缺陷：①交流电网断电时，丧失了对电子设备的供电能力，导致信息丢失；②网侧功率因数低，对交流电网的其它用电设备造成了电磁干扰【loo】。如果外接一台不间断交流电源，则系统存在多级功率变换、体积重量大、变换效率低、电网谐波污染严重、成本高等缺点。文献【11—13】提出的不间断直流开关电源电路，存在电路拓扑偏复杂、谐波污染严重、输出功率小(<50W)、蓄电池与交流电网无电气隔离等缺点。如果先进行功率因数校正、蓄电池充电，然后再经输出电压调节，’则

7、系统存在功率变换级数多；电路拓扑复杂、体积和重量大、变换效率低、可靠性低、成本高等缺点。本文将不间断高功率因数直流开关电源系统从整体的角度加以研究，提出了基于反激变换器的单级不间断高功率因数AC／DC变换器电路结构与拓扑族，并对其稳态原理、控制策略和关键电路参数设计准则进行了深入的分析研究。2电路结构与拓扑族2．1电路结构单级不间断高功率因数直流开关电源电路结构，如图1(a)所示。它是由二极管整流桥与具有蓄电池充、放电回路的多功能一体化DCM模式反激变换器构成，能将不间断供电、功率因数校正和输出电压调节等功能集成在一个功率变换级上。多

8、功能一体化DC／DC变换器具有如下功能：①输出直流与交流电网高频电气隔离；②与二极管整流桥构成了单级功率因数校正电路；③交流电网正常供电时蓄电池充电。交流电网停电时蓄电池向直流负载不间断供电；④直流输出电压的调节与稳定；