基于SEPIC變換器的功率因數校正電路的參數設計與分析
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,使得功率因數校正問題的研究也越來越深入。傳統(tǒng)的功率因數校正電路由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功率因數校正電路必須工作在電感電流斷續(xù)的狀態(tài),往往需要大體積的EMI濾波。SEPIC 電路用于PFC有著其天然優(yōu)勢。由于其前級類似于BOOST 從而可以保證輸入電流的連續(xù),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,SEPIC-PFC電路正受到越來越多的關注。[1] [2][3][4]
單獨的SEPIC電路只需工作在電流斷續(xù)狀態(tài)就能自然實現PFC,這里的斷續(xù)是指二極管上的電流斷續(xù),而輸入升壓電感上的電流是連續(xù)的。在開環(huán)工作狀態(tài)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(wěn)態(tài)”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(tài)[2]。
2.1 工作模態(tài)1:V開通,電路模態(tài)如圖2a?! 〖俣娐饭ぷ髟诙O管電流斷續(xù),L1電流連續(xù)的狀態(tài)。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(tài)結束時L1,L2上的電流。
2.2 工作模態(tài)2:V關斷,D導通,電路模態(tài)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:
其中n為變壓器副邊與原邊匝數之比,?! ?br style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; "> 模態(tài)2結束時應有:
其中為該模態(tài)持續(xù)時間。
顯然當時該模態(tài)結束,可以得出該模態(tài)持續(xù)時間: (2)
其中M=Uo/Ui。
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