偽連續(xù)導(dǎo)電模式Boost功率因數(shù)校正器研究.pdf

1、功率因數(shù)校正(PowerFactorCorrection，PFC)技術(shù)可有效地減少網(wǎng)側(cè)輸入電流諧波含量并提高電源功率因數(shù)，是電網(wǎng)供電用電設(shè)備中不可或缺的重要組成部分。在各種PFC變換器電路拓?fù)渲?，Boost變換器因其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、變換效率高、控制策略易實現(xiàn)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于PFC電路中。
　　 工作于不連續(xù)導(dǎo)電模式(DiscontinuousConductionMode，DCM)和連續(xù)導(dǎo)電模式(ContinuousConduc

2、tionMode，CCM)的BoostPFC變換器應(yīng)用非常廣泛，但二者均存在負(fù)載功率范圍受限的缺點。偽連續(xù)導(dǎo)電模式(PseudoContinuousConductionMode，PCCM)是一種介于DCM與CCM之間的新型工作模式。相比于DCMBoost變換器，PCCMBoost變換器的輸出電壓、電感電流紋波小，且負(fù)載輸出能力強。與CCMBoost變換器相比，PCCMBoost變換器控制到輸出的傳遞函數(shù)不存在右半平面(RightHalf

3、Plane，RHP)零點，進(jìn)而具有理想的動態(tài)性能。因此，PCCM是一種具備優(yōu)良工作特性的新型工作模式。
　　 本文提出工作于PCCM模式的BoostPFC變換器，在深入分析PCCMBoostPFC變換器的前提下，根據(jù)其特有的兩個控制自由度，建立了電壓環(huán)與電流環(huán)并行的控制環(huán)路。針對寬負(fù)載范圍內(nèi)具有高功率因數(shù)的控制目標(biāo)，充分利用PCCM模式平均電感電流大于平均輸入電流的特點，提出以負(fù)載電流為基準(zhǔn)量實時調(diào)整參考電感電流谷值的控制策略。

4、在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)設(shè)計了電感電流谷值跟蹤的數(shù)字控制算法和電壓PI調(diào)節(jié)器參數(shù)。
　　 對PCCMBoostPFC變換器與傳統(tǒng)DCM和CCM模式BoostPFC變換器進(jìn)行了仿真驗證。結(jié)果表明，負(fù)載功率較大時，DCMBoostPFC變換器的電感電流峰值遠(yuǎn)大于PCCM和CCM模式，大幅增加了開關(guān)管和EMI濾波器成本；PCCM和CCMBoostPFC變換器的電感電流峰值和紋波較小，具有應(yīng)用于大功率場合的優(yōu)良工作性能。在負(fù)載功率較小時，PCC

5、MBoostPFC變換器實時降低參考電感電流谷值，使變換器穩(wěn)定地工作在PCCM模式，保證變換器輸入電流具有較高的正弦度；而此時CCMBoostPFC變換器的輸入電流在輸入電壓過零點附近發(fā)生畸變，嚴(yán)重降低了變換器的功率因數(shù)。因此，在綜合考慮功率因數(shù)、開關(guān)管電流應(yīng)力、EMI等關(guān)鍵性能指標(biāo)的前提下，寬負(fù)載范圍下的PCCMBoostPFC變換器表現(xiàn)出了更加優(yōu)越的工作特性。
　　 最后，本文設(shè)計了一臺輸出功率范圍為70W～400W的實驗樣