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1、第1期工矿自动化No.12007年2月IndustryandMineAutomationFeb.2007文章编号:1671-251X(2007)01-0027-03一种单级PFC半桥变换器的研究12刘文彦,阚全夫(1.大同煤矿集团,山西大同037003;2.徐州发电厂,江苏徐州221166)摘要:文章讨论了一种带有ZVZCS的单级PFC半桥变换器。通过合适的参数选择,这种变换器可以软开关方式高效率地工作,同时保持简单的拓扑结构。详细分析了这种变换器的工作原理,并给出了相关设计参数。通过Matlab仿真实验,验证了该变换器工作原理的正确性。关键词:零电压零电流开关;半桥变换器;单级PFC;软开关
2、中图分类号:TM564文献标识码:AStudyofaHalf2bridgeConverterofSingle2stagePFC12LIUWen2yan,KANQuan2fu(1.DatongCoalMineGroup,Datong037003,China.2.XuzhouPowerPlant,Xuzhou221166,China)Abstract:Thepaperdiscussedahalf2bridgeconverterofsingle2stagePFCwithZVZCS.Bytheapplica2tionofsuitableselectionofthecircuitparameters,t
3、hisconvertercouldworkastheoperationmodeofsoftswitchinaveryhighefficiency,andkeepthesimpletopologyaswell.Theworkingprinciplewasexplainedandanalyzedindetail,andthecorrelativedesignparameterswereprovidedtoo.ThesimulationexperimentbyMatlabshowedthattheworkingprincipleoftheconverterisfeasible.Keywords:ZV
4、ZCS,half2bridgeconverter,single2stagePFC,softswitch图如图1所示。0引言随着电力电子技术的发展,对电能变换装置的要求越来越高,特别是对输入功率因数的要求也越来越高。目前应用较多的是两级功率因素校正[1](PowerFactorCorrection,PFC)电路,它采用PFC与DC/DC变换电路相串联的形式。尽管其能够获得很好的性能,但是体积大、成本高,电路比较复杂[2]。因此,单级PFC成为近年来的研究热门,图1带ZVZCS的单级PFC半桥变换器的拓扑结构图出现了很多拓扑结构。本文针对一种新型的带有零为了分析上述变换器的工作情况,半个输入周电压
5、零电流开关(ZeroVoltageZeroCurrent期被分为6个工作模式,带ZVZCS的单级PFC半Switch,ZVZCS)的单级PFC半桥变换器进行理论桥变换器主要波形如图2所示。为了便于分析,作分析和Matlab仿真分析,通过实验验证了设计的合了如下假设:整流后的电压为恒定值Vin;所有的二理性,也为电源的进一步设计提供了科学依据。极管和开关管都是理想的;C1和C2上的电压分别为V1和V2;C1和C2完全一样;输出电压近似为常1电路组成和工作原理数V0。带ZVZCS的单级PFC半桥变换器的拓扑结构(1)开关模式1时段[t0,t1]如图3所示,在t0时刻,输入电感Lb的电流为收稿日期:
6、2006-11-10零,CSW1的电压为零,DSW1续流。从t0开始,输入作者简介:刘文彦(1965-),男,高级工程师,现任大同煤矿集团电流Iin流经谐振电感Lr给C1充电。变压器次级副总工程师,长期从事煤矿生产机电管理工作,已发表论文多篇。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·28·工矿自动化2007年2月图4带ZVZCS的单级PFC半桥变换器的开关模式2示意图(3)开关模式3时段[t2,t3]如图5所示:在t2时刻,SW1截止,输入电流Ii
7、n开始减小。同时,CSW1、CSW2、C1和C2与Lr发生谐振。在这个模式中,寄生电容CSW1和CSW2由于谐振而反复充放电。正是由于寄生电容的低阻抗,SW1可以在零电流的时候被关断,因此大大地减小了关断损耗。图2带ZVZCS的单级PFC半桥变换器的主要波形给负载提供能量。由于谐振电感电流ILr小于I2/n(I2为变压器次级电流,n为变压器变比),故整流二极管D01仍然导通。这时,Cr的电压被钳位
