一种新型无桥BoostPFC电路_王慧贞.pdf

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1、2010年5月电工技术学报Vol.25No.5第25卷第5期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMay2010一种新型无桥BoostPFC电路王慧贞张军达（南京航空航天大学航空电源重点实验室南京210016）摘要提出了一种新型无桥BoostPFC电路，该电路通过在2ndDualBoostPFC(2ndDBPFC)的基础上增加两条耦合支路来实现升压二极管的自然关断和开关管的ZCS，大幅度提高了整机的效率。本文详细分析了该变换器的工作原理，讨论了实现开关管ZCS和升压二极管自然关断的

2、条件，一台300W的实验样机验证了理论分析的正确性。由于DBPFC的输入母线直接与电感相连,导致很大的EMI，本文的新型无桥BoostPFC电路很好地解决了EMI的难题，Saber仿真结果表明该电路与传统BoostPFC电路的共模干扰几乎相等。关键词：无桥BoostPFC二极管反向恢复软开关共模噪声中图分类号：TM461ABridgelessBoostPFCConverterWangHuizhenZhangJunda(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsNanjing210

3、016China)AbstractAbridgelessboostrectifierwithlowconductionlossesandreduceddiodereverse-recoveryproblemsisproposedforpower-factorcorrection.Theproposedboostrectifiercanreducetheconductionlossesandalleviatethediodereverse-recoveryproblemsbyusingacoupledinductorandtwo

4、additionaldiodes.Adetailedanalysisoftheproposedboostrectifierispresented.Experimentalresultsfora300Wprototypearealsodiscussedtoshowtheperformanceoftheproposedboostrectifier.DualBoostPFC(DBPFC)bynaturebringshigherEMInoise,theproposedboostrectifiercansolvetheproblemve

5、rywell.SabersimulationisperformedtovalidatetheEMImodelandanalysis,anditshowsthesamelevelwithtraditionalBoostPFC.Keywords：BridgelessBoostPFC(PowerFactorCorrection),diodereverserecovery,softswitching,commonmodenoise[4-5]方便、效率高而备受关注，图1为该电路的拓1引言扑。近年来由于半导体工业的快速发展，出现了如C-M

6、OS、碳化硅二极管等低损耗的器件，使电路的[1]损耗大幅度降低，但是传统BoostPFC电路由于整流桥的存在而无法进一步提高整机的效率，特别在低压大电流的场合，过高的导通损耗和开关损耗使整机的功率密度无法改善。为了降低整流桥的损图1DBPFC主电路拓扑[2-9]耗，人们提出了一些无需输入整流桥的新拓扑，Fig.1ThetopologyofDBPFC在这些拓扑中，DBPFC拓扑由于结构简单、驱动相对于传统的BoostPFC拓扑，DBPFC由于省略了输入整流桥，效率可以提高约1%～2%，但是国家重点基础研究发展计划（973计划）资

7、助项目（2007CB210303）。DBPFC拓扑电感位置的特殊性使得它的功率地与收稿日期2008-04-15改稿日期2009-03-23输入母线完全隔离，功率地电平相对于大地的剧烈110电工技术学报2010年5月变化引起的共模电流不仅造成了强大的电磁干扰，最后本文还通过Saber仿真比较分析了而且也给电路的稳定工作带来了影响。针对这种缺DBPFC、2ndDBPFC与双耦合电感2ndDBPFC这陷，文献[6]提出了新的拓扑——2ndDualBoostPFC三种电路的共模噪声的大小。(2ndDBPFC)，很好地解决了共模干扰的问

8、题，图22工作原理分析为该电路拓扑。图3a为双耦合电感2ndDBPFC原理图，图中L1、L1a是一对耦合电感，L2、L2a是一对耦合电感，两对耦合电感是完全一样的，正、负半周工作时的等效原理如图3b和图3c所示。由于电路正负半周对称工作，本文以正半周为例，假设两个耦合电感的匝