一種實(shí)際6 kW開關(guān)電源PFC電路的分析與設(shè)計

2 電路的設(shè)計

2.1 主電感的選擇[3]

依據(jù)電感元件的伏秒平衡原理，在主開關(guān)T1導(dǎo)通期間，儲能電感L 上的電流增加量應(yīng)與主開關(guān)T1截止期間的電流下降量相等，方向是相反的。即

在實(shí)際設(shè)計中，儲能電感L 上的峰峰值電流Ii+駐IL 不應(yīng)大于最大平均電流的20豫，這可以避免儲能電感的磁飽和，也能達(dá)到限制主開關(guān)的峰值電流、峰值電壓和功率損耗的目的。這里我們選擇駐IL=1.4Ii，代入式(21)中得到儲能電感的電感量為

2.2 輸出電容的選擇[1]

輸出電容C0 中將流過i0的交流分量，在C0兩端，電壓將產(chǎn)生脈動，該脈動量與C0的數(shù)值有關(guān)。因此，在設(shè)計中，要求選擇輸出電容C0 使輸出電壓u0的紋波啄V 低于規(guī)定值，一般電壓紋波啄V 臆2%，即輸出電壓脈動量為駐u0。

2.3 諧振電感的選擇

諧振電感的選擇依據(jù)是，在3 倍的主二極管反向恢復(fù)時間內(nèi)，使其上流過電流不超過輸入的最大電流，即

2.4 諧振電容Cr1的選擇

諧振電容Cr1的選擇依據(jù)是，在與諧振電感Lr諧振的半個周期內(nèi)，其上能量全部傳遞給諧振電感Lr，即

2.5 諧振電容Cr2的選擇

諧振電容Cr2 的選擇依據(jù)是，在與諧振電感Lr諧振的半個周期內(nèi)，其上能量全部傳遞給諧振電感Lr，即

式中：Irrmax是主二極管D反向恢復(fù)最大電流。

3 電路的仿真與試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 仿真結(jié)果

仿真所得的波形如圖4-圖8所示。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)所得波形如圖9、圖10所示。

4 結(jié)果分析

從仿真、試驗(yàn)波形中可以看到：主開關(guān)管T1是在零電壓情況下導(dǎo)通(ZVT)，并且是在近似零電壓情況下關(guān)斷的(ZVT);輔助開關(guān)管T2是在零電流情況下導(dǎo)通(ZCT)，在近似零電壓情況下關(guān)斷(ZVT);主二極管D是在零電壓情況下導(dǎo)通與關(guān)斷的;緩沖電路中D1、D2的也是工作在軟開關(guān)狀態(tài)下。

5 結(jié)語

此電路是在傳統(tǒng)PFC 電路的基礎(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，加入了有源緩沖電路結(jié)構(gòu)。緩沖電路的引入改善了電路的開關(guān)環(huán)境、增加了電路效率，通過試驗(yàn)測定：該電路(含整流橋)在滿負(fù)載情況下，效率~96%。

作者簡介：

張衛(wèi)平(1957-)，男，博士，教授，主要研究領(lǐng)域：高強(qiáng)度

氣體放電燈用電子鎮(zhèn)流器、壓電陶瓷變壓器功率變換器、功率電磁兼容和有源功率因數(shù)校正技術(shù)及應(yīng)用等

參考文獻(xiàn)：

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[2] 林渭勛. 現(xiàn)代電力電子電路[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版

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[3] 王水平，史俊杰，田慶安.開關(guān)穩(wěn)壓電源[M].西安：西安

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