基于直接电流控制的并联型PFC变换器研究.pdf

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1、第46卷第1期电力电子技术Vo1．46，No．12012年1月PowerElectronicsJanuary2012基于直接电流控制的并联型PFC变换器研究王亚芳，秦岭，陈瑞祥(南通大学，电气工程学院，江苏南通226019)摘要：提出了并联型功率因数校正(PFC)的概念，揭示了基于直接电流控制的并联型有源电力滤波器(APF)和传统PFC技术的内在联系。并联型PFC兼具并联型APF和传统PFC的优点．即只需处理谐波和无功功率，装置容量小，效率高，且无需计算谐波及无功电流，就能实现单位PFC，且控制简单。在此详细分析了并联型PFC变换器的工作原理，建立了系统的小信号模型，并

2、对系统参数进行优化，最后通过1kW，20kHz的原理样机验证了并联型PFC系统具有良好的谐波补偿效果和PFC性能。关键词：功率因数校正；有源电力滤波器；直接电流控制；谐波补偿中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)01—0049—03ResearchonParallelPFCConverterBasedonDirectCurrentControlSchemeWANGYa·fang，QINLing，CHENRui—xiang(NantongUniversity，Nantong226019，China)Abstract：Thispap

3、erproposesanovelconceptofparallelpowerfactorcorrection(PFC)，revealingtheinternalrelationbetweentheshuntactivepowerfilter(APF)basedondirectcurrentcontrolandthetraditionalPFCtechnology．TheparalelPFCconverterischaracterizedbysmallcapacity，higheficiencyandeasytocontrol，sinceitjustneedstohand

4、leharmonicandreactivepoweranddoesn’tdemandtocalculatetheharmonicandreactivecurrenttOachieveunitypowerfactorcorrection．Theprincipleofoperation，theoreticalanalysis，small—signalmodelanddesignguidelinesareprovided．TheefectofharmoniccompensationandPFCperformanceoftheproposedPFCtechniqueisveri

5、fiedbytheexperimentalresultsfromthe1kWprototypeoperatingat20kHz．Keywords：powerfactorcorection；activepowerfilter；directcurrentcontrol；harmoniccompensationFoundationProject：SuppoaedbyNantongScienceandTechnologyResearchProgram(No．K2009031)；NantongUni—vemi~NaturalScienceFundProgram(No．09Z020

6、，09ZJ003)1引言能。并通过一台1kW，20kHz的原理样机验证了参数设计的合理性。随着电力电子装置的大量应用。电力系统中谐波污染问题日益严重。PFC技术和APF作为抑2并联型PFC的工作原理及控制方案制入网电流谐波的有效手段得到了广泛研究[1_。单相并联型PFC变换器的基本拓扑结构为单文献[4—5]提出了APF的直接电流控制方法，该方相全桥逆变器．如图1中虚线框1所示。逆变器通案的实质为并联型PFC意即将并联APF的拓扑过滤波电感与单相电网相连，直流侧接C，电容与PFC的控制策略相结合。使输入端电流的波形电压在一个开关周期内可视作恒定。跟踪输入正弦电压波形，实现

7、单位PFC。此处详细分析了基于直接电流控制的并联型PFC变换器工作原理，提出了变换器直流侧稳压、网侧电流跟踪电压波形的电压电流双闭环控制方-／iq案，并建立了系统的小信号模型。在此基础上。对v,．．器．电流系统参数进行了优化设计，改善了系统的补偿性一电压控制图1单相并联型PFC原理图基金项目：南通市应用研究科技计划项目(K2009031)；南交流输出侧接电感有两个作用：①保证电流通大学自然科学基金项目(09Z020，o9003)定稿日期：2011一O5—25可控，逆变器交流侧为等效电压，并联型PFC输作者简介：王亚芳(1981一)，女，江