窗口控制电流连续模式Boost PFC研究.pdf

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1、第45卷第6期电力电子技术Vo1．45．NO．62011年6月PowerElectronicsJune2011窗口控制电流连续模式BoostPFC研究柳绪丹，胡长生，林平，徐德鸿(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：电流连续模式(CCM)Boost功率因数校正(PFC)电路具有输入功率因数高，结构简单等特点，但BoostPFC也存在轻载或低输入电压时效率下降的问题．针对这一问题，探讨了一种新颖的窗口控制CCMBoostPFC，通过在选定的窗口区域降低开关频率从而降低MOSFET开关损耗，提高电路效率。分析了

2、窗口控制的原理及设计原则，给出窗口控制的实现电路，最终设计了一台500W实验样机验证了理论分析和设计的正确性。关键词：功率因数校正：窗口控制：电流连续模式中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)06—0041一o3ResearchOfCCMBoostPFCwithEnablingWindowControlLIUXu—dan，HUChang-sheng，LINPing，XUDe—hong(ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Ab

3、stract：Continouscurrentmode(CCM)Boostpowerfactorcorrection(PFC)hasbeenwidelyusedbecauseofitshighinputpowerfactorandsimplecontro1．Butitsuffersfromefficiencydecreaseunderthelightloadorthelowin—putvohageworkcondition．Anovelenablingwindowcontrolisproposedtoimpr

4、ovetheeficiencyofBoostPFC，espe—eiallyunderthelightloadorthelowinputvoltageworkcondition．Toimprovetheefficiency，lowerswitching~equen—cyisusedintheselectedwindowareatoreducetheswitchinglossofMOSFET．Theprincipleanddesignofproposedmethodarepresented，furthermore

5、，thevalidityoftheproposedmethodisverifiedbyexperimentalresultswhichob—tainedfroma500Wprototype．Keywords：powerfactorcorrection；enablingwindowcontrol；continouscurrentmodeFoundationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50877072)；National

6、HighTech—nologyResearchandDevelopmentofChina863Program(No．2007AA05Z243)1引言的情况下提高了BoostPFC电路的效率，同时获得升压效果和稳定的输出电压．并满足对功率因随着电力电子设备的广泛应用谐波污染现象数的要求。目益严重。许多国际标准都提出了对电力电子设备注入电网谐波的限制．因此有必要在开关电源2窗口控制技术原理初级添加PFC环节，减少谐波，提高功率因数以假设PFC电路的输入功率因数A=1，则输入满足标准。CCMBoostPFC输入电流

7、连续，易于控制电压、电流为同相的正弦波，即：‰(t)=Umsintot，且对EMI滤波器要求低，因此得到广泛应用[1-2]。ii(t)=I．~intot。则输入的瞬时功率可以表示为：传统BoostPFC在轻载或低输入电压时效率Pm()=UmI~in2wt=Po(1一cos2wt)。图1示出PFC输偏低。由于开关损耗与开关频率成正比，出现了出、输入功率特点。100Hz低频工作的BoostPFC。由于开关管在一个工频周期内仅开关两次．损耗显著降低，但该电路需要较大的电感且不能很好地约束输出电压。这里提出了一种新颖

8、的窗口控制方法，在选定窗口处适当降低开关频率从而在不增大电感体积基金项目：国家自然科学基金资助项目(5O877072)；国家图1PFC输出、输入功率特点高技术研究发展计划863项目(2o07AA05Z243)P并非恒定不变，而是以2倍工频频率脉动，定稿日期：2010—12—15作者简介：柳绪丹(1986一)，男，山东济宁人，硕士研究生，主要的功率传递区域出现在图1阴影区域。该区研究方向为高效率、高功