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低输入电感电流纹波二次型Boost PFC 变换器

2019-08-26 06:00:42      点击:
上一篇:新型电容电感测量仪的设计

图7为Uin220V时,CCMBoostPFC变换器和CCM二次型BoostPFC变换器的仿真结果。由图7可知,CCMBoostPFC变换器,CCM-CCM二次型BoostPFC变换器和CCM-DCM二次型BoostPFC变换器的输入电感电流纹波最大值分别约为0.65、0.34和0.20A,CCM-DCM二次型BoostPFC变换器的输入电感电流纹波最小,仅为CCMBoostPFC变换器输入电感电流纹波的30.8%。

图8为Uin220V时,CCMBoostPFC变换器和CCM二次型BoostPFC变换器的实验结果,图中:uo为输出电压;uin为整流输入电压;iL1为电感电流波形;iFFT为电感电流iL1频谱分析波形。由图8可知,CCM-CCM二次型BoostPFC变换器的输入电感电流纹波最大值约为0.4A,CCM-DCM二次型BoostPFC变换器的输入电感电流纹波最大值约为0.22A,仅为CCMBoostPFC变换器输入电感电流纹波最大值(约为0.7A)的31.4%,与仿真结果相符。同时,CCM-DCM二次型BoostPFC变换器输入电感电流具有良好的正弦度,满足功率因数校正功能。

图9为CCMBoostPFC变换器和CCM二次型BoostPFC变换器效率对比曲线。负载输出功率在100~200W之间时,CCMBoostPFC变换器效率最高(85.7%~88.1%),CCM-CCM二次型BoostPFC变换器效率为85.5%~87.5%,比CCMBoostPFC变换器效率低1%以内,而CCM-DCM二次型BoostPFC变换器效率较低(80.8%~82.6%),其主要原因是由于CCM-DCM二次型BoostPFC变换器中电感电流iL2的峰–峰值较大,造成变换器中开关管与二极管的导通损耗增加,从而降低了CCM-DCM二次型BoostPFC变换器效率。

4结论

本文提出了一种二次型BoostPFC变换器,当输入电感工作于连续导电模式时,根据CCM二次型BoostPFC变换器储能电感的工作模式,将其分为CCM-CCM二次型BoostPFC变换器和CCMDCM二次型BoostPFC变换器,并分析了其工作原理。研究了CCMBoostPFC变换器和CCM二次型BoostPFC变换器的输入电感电流纹波和占空比变化范围。结果表明,与CCMBoostPFC变换器相比,CCM二次型BoostPFC变换器在不同的交流输入电压等级下减小了占空比变化范围,简化了PI控制器补偿网络设计;同时其输入电感电流纹波较小,可降低EMI滤波网络的尺寸,从而减小了电路的体积和系统成本。最后通过仿真模型和实验样机验证了理论分析的正确性。