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基于软开关MERSPFC电路拓扑及性能分析

发布时间:2018-12-14 03:46
【摘要】:由于电流连续型功率因数校正(CCM PFC)电路能够最大限度地减少网侧电流谐波以及提高网侧的输入功率因数,被广泛地应用于各种功率变换器的前端电路结构中。文中基于电感电容谐振的软开关技术,提出了一种新型的CCM PFC电路拓扑——磁能回复开关型功率因数校正(MERS PFC)电路。通过合理的控制,该电路不仅具有较高的输入功率因数,同时实现了全功率开关器件的零电流开通及零电压关断。其次,文中对所提出的电路拓扑建立电气模型,详细分析了每一个开关周期内的电压电流工作特性,推导出其升压比计算公式,仿真验证了建模以及公式推导的正确性。在此基础上,文中详细讨论了所提出的MERS PFC电路的工作性能。计算表明,在开关频率为10 kHz时,该电路的功率器件损耗比传统boost PFC电路减少了约39%,具有更高的效率。同时,在同样的参数条件下,和传统的boost PFC电路相比,所提出的新型结构具有更高的升压能力。最后,实验结果验证了所提出的MERS PFC电路及其软开关工作特性。
[Abstract]:Because the current-continuous power factor correction (CCM PFC) circuit can minimize the current harmonics and improve the input power factor of the grid-side, it is widely used in the front-end circuits of various power converters. Based on the soft switching technique of inductance and capacitor resonance, a new CCM PFC circuit topology, magnetic energy recovery switch type power factor correction (MERS PFC) circuit, is proposed in this paper. Through reasonable control, the circuit not only has a high input power factor, but also realizes the zero current turn-on and zero voltage turn-off of the full power switch device. Secondly, the electrical model of the proposed circuit topology is established, the working characteristics of voltage and current in each switching cycle are analyzed in detail, the calculation formula of the boost ratio is derived, and the correctness of the modeling and the formula derivation is verified by simulation. On this basis, the performance of the proposed MERS PFC circuit is discussed in detail. The results show that when the switching frequency is 10 kHz, the power device loss of the circuit is about 39% less than that of the traditional boost PFC circuit, and the efficiency of the circuit is higher than that of the traditional boost PFC circuit. At the same time, compared with the traditional boost PFC circuit, the proposed new structure has higher boost capacity under the same parameters. Finally, the experimental results verify the proposed MERS PFC circuit and its soft switching characteristics.
【作者单位】: 湖南大学电气与信息工程学院;
【基金】:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51307048) 湖南省科技计划资助项目(2015WK3004)
【分类号】:TM46

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本文编号:2377856

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