一种减小PFC变换器电容规格的方法

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1、第44卷第3期2012年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．44No．3Jun．2012一种减小PFC变换器电容规格的方法郑昕昕肖岚王勤张方华(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)摘要：常规的由Boost和DC／DC变换器级联构成的两级式PFC变换器，在Boost电路输出端要接高耐压等级的电解电容作为储能电容。不仅体积大、价棒高，而且寿命短，为此本文研究了一种低压输出的Boost／半桥组合式软开关谐振PFC变换器。该变换嚣

2、利用半桥电路输出端的低压电解电容平衡瞬时功率，Boost电路输出端电容与变压嚣漏感谐振，并不大量储能，由此战小了Boost电路电容的规格，提高了工作可靠性．讨论了该变换嚣的控制策略，前后级共用一套控制电路．实现功率管的软开关和能量的传递。分析了降低电容客值的可行性，指出采用小客值非电解电客替代Boost电路输出端的大容量电解电容后，变换器具有良好的性能。给出了Boost和半桥电路输出端电容的设计方法，进行了实验验证．关键词：电容}功率因数；软开关；谙振；变换器中国分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)

3、03-0347一07MethodforReducingCapacitorSizeofPFCConverterZhengXinxin，XiaoLan，WangQin，ZhangFanghua(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inaeonventionaltwo·stagePFCconvertercascadedfromtheBoostandDC／DCconv

4、erters。theoutputoftheBoostcircuitneedshighvoltagelevelelectrolyticcapacitortostorageenergy，whichhasalargevolume，shortlifetimeandhighprice．ABoost／half—bridgecombinedsoft—switchingresonantPFCconverterisstudied．Itusesthelowvoltageelectrolyticcapacitorintheoutputofthehalf—

5、bridgecircuittobalancetheinstantaneouspower，andgreatlyreducesthecapacitorofaPFCconverter．TheBoostcircuitoutputcapacitorisresonantwiththeleakageinductanceofthetransforFner．Thecontrollogicusingacommoncircuittocontrolthetwo—stageconverterisdiscussed．Goodperformanceoftheco

6、nverterwithsmallcapacitanceintheoutputoftheBoostconverterimprovesthefeasibilityofthere—ductionincapacitance．Thecapacitordesignmethodsaregiven．Theexperimentalresultsverifythethe—oreticalanalysis．Keywords：capacitor；powerfactor；soft-switching；resonant；converter交流电压经桥式整流电路

7、和滤波电容后得到直流电压。当输入电压瞬时值高于电容电压时，输入才有电流流过，其含有大量的谐波，会对电网和用电设备造成危害[1“。功率因数校正技术(Powerfactorcorrection，PFC)能够使输入电流跟随输入电压，使其成为与输入电压同频、同相的正弦信号，有效地减小了谐波污染。Boost型PFC变换器具有输入电流不发生突变、功率管易驱动、能够实现高功率因数等优点，在整流电路中有较多的应用。在某一时刻，输入电压瞬时值过零点，电网不向变换器输送能量，而变换器输出功率恒定，为补偿瞬时输入输出功率的不平衡，需要使用大容值电解电容进

8、行储能。PFC变换器的储能电容位于Boost电路输出端D]，输入电压基金项目：国家高技术研究发展计划(“八六三”计射)(2011AAllA249)资助项目。收稿日期：2011—06—07；修订日期：2011—12—13通讯作者z肖岚，