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        基于SEPIC變換器的功率因數校正電路的參數設計與分析

        作者: 時間:2012-03-11 來源:網絡 收藏
        1. 引言

          由于電力電子裝置的應用日益廣泛,使得諧波污染問題引起人們越來越多的關注。電力電子技術的進步,使得問題的研究也越來越深入。傳統的電路由BOOST電路構成。這種電路控制復雜,輸出電壓比輸入高,難以實現輸入輸出的電氣隔離。而由反激電路構成的電路必須工作在電感電流斷續的狀態,往往需要大體積的EMI濾波。 電路用于PFC有著其天然優勢。由于其前級類似于BOOST 從而可以保證輸入電流的連續,減小輸入EMI的設計;而其輸出又類似于反激,易于實現電氣隔離。近來,-PFC電路正受到越來越多的關注。[1] [2][3][4]
          單獨的電路只需工作在電流斷續狀態就能自然實現PFC,這里的斷續是指二極管上的電流斷續,而輸入升壓電感上的電流是連續的。在開環工作狀態下其理論功率因數是為1的,因此無需專用控制芯片[2]。

        2. SEPIC-PFC電路的工作原理 

          SEPIC-PFC電路原理如圖1,輸入交流電壓ui=UiSin
        。假設開關頻率比母線頻率大的多,由“準穩態”的分析方法及SEPIC電路的工作原理[6]可以知道:電容Cc上的電壓Ucc=Ui|sin(
        )|。在一個開關周期內,電路工作可以分為三個模態[2]。


        圖1 SEPIC-PFC電路


        a 電路模態1等效電路


        b 電路模態2等效電路

          

        c 電路模態3等效電路    d L1,L2,D電流示意圖

        圖2


        2.1 工作模態1:V開通,電路模態如圖2a。  假定電路工作在二極管電流斷續,L1電流連續的狀態。V開通前有:

          Ton結束時,如圖2d,應有:


          其中D為占空比,
        ,Ts為開關周期,
        分別為V開通前L1,L2上的電流及此模態結束時L1,L2上的電流。

        2.2 工作模態2:V關斷,D導通,電路模態如圖 2b。
          此時L1,L2同時向副邊傳輸能量,Cc充電,V關斷瞬間,二極管上電流最大值為:
          (1)

          其中n為變壓器副邊與原邊匝數之比,
        。            
          模態2結束時應有:


          其中
        為該模態持續時間。
          顯然當
        時該模態結束,可以得出該模態持續時間:
          (2)
          其中M=Uo/Ui。


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