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《单相boost功率因数校正电路优化及仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第34卷第15期继电器Vol.34No.152006年8月1日RELAYAug.1,200635单相Boost功率因数校正电路优化及仿真122惠杰,谭震宇,刘妮娜(1.山东电力超高压公司,山东济南250021;2.山东大学,山东济南250061)摘要:对单相Boost功率因数校正器进行了设计和仿真研究。对电路的电压环及其脉动补偿电路、输入滤波器进行了仿真研究和参数优化。脉动补偿电路及优化的电压环使输出电压纹波显著减小,并改善了电路动态性能。优化的输入滤波器在保持电路稳定的同时获得了较高的功率因数并给出了纹波
2、几乎为零的理想输入电流,建立了一个基于saber的优化的功率因数校正电路仿真模型。关键词:功率因数校正器;输入滤波器;脉动补偿;电流纹波;电压纹波;椭圆滤波器中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:100324897(2006)1520035206方法计算确定。输入滤波器及脉动补偿电路是整个0引言电路设计中将进行优化仿真研究的主要部分。电力电子装置的大量应用给电力系统注入了越来越多的谐波,使系统的功率因数降低,造成电网供电质量下降,干扰周围电气设备正常运行。这一问题已引起人们的极大重视。如何抑制这些谐波
3、,改善供电质量已成为一个重要的研究领域。电力电子装置中,开关功率变换器的功率因数校正及控制就[1～3]是该领域的一个重要课题。目前,常用的方法是基于Boost电路的功率因数校正。已有很多文[4,5]献报道了在该电路中应用UC3854芯片,并取得许多有价值的结果。本文采用UC3854控制芯片设计450W的单级功率因数校正电路,在连续导电模式(CCM)、市电220V/50Hz下,进行了基于saber的电源仿真研究。这一工作的目的是通过设计输入滤波器,兼顾获得高功率因数和保证系统稳定两个图1基于UC3845控制芯
4、片功率因数校正电路方面,优化输入滤波器的参数,阻止高频电流反射,Fig.1PowerfactorcorrectorbasedontheUC3854IC极大地减少输入端电流高次纹波;同时,为降低输出电压纹波,输出端采用脉动补偿,并对脉动补偿电路2Boost变换器仿真实验及改进进行优化设计,提高了其带宽。这两部分的改进设2.1脉动补偿计和仿真研究,得到了低电磁干扰和高功率因数的[1]对于功率变换器的电压环,由于系统的带宽电源。较低,所以校正电路的动态性能较差。分析该部分1高功率因数校正器设计电路,能够得到电压环
5、的穿越频率,可按下式进行计算:采用UC3854控制芯片功率因数校正电路结构[1],设计的仿真电路如图1所示。电路的设计规PINfVI=2(1)范为:输出功率450W,输入电压范围80～270V,输ΔVVAO×VO×RV1×CO×CVF×(2π)出电压400V,选择开关频率100kHz。该电路可分其中:△VVAO、VO分别是电压误差放大器的输出电压为输入滤波器、功率变换和脉动补偿三个部分。功和电路的输出电压,RVI、CO及CVF如图1所示。根据式(1)计算得到电压环的穿越频率fVI仅为13.3Hz,率变换部分
6、的输出电容器Co一般取为720μF,电这个较小的fVI将使整个电路呈现较差的动态性能。感L=1mH。功率变换部分的参数根据文献[1]的36继电器为此,一种可以补偿输出端二次纹波的方法被提出,VOPK计算得到。其中ΔVVAO是4V,输出电压纹波率[6]即脉动补偿。ΔUH为0.015,这样GVA确定为0.06。由此,我们可2.1.1脉动补偿的原理及改进设计进一步确定反馈网络参数CVF、RVF(见图1中反馈脉动补偿是在功率因数校正电路的电压输出端网络部分)。取RVI=511kΩ,则CVF=1/(2π×并入一带通滤
7、波器以提取输出电压中的二次纹波,RVI×GVA)=0.051μF。基于确定的CVF,由式(1)经滤波器提取的二次纹波经线形变压器与原输出电计算的穿越频率fVI为23.4Hz,这样,RVF按RVF=1/压中的二次纹波相抵消,以使输出电压中几乎不存(2π×fVI×CVF)确定为130kΩ。文献[1,6]应用传在二次纹波,从而达到整个电路的最佳平波效果。统的方法和未经优化设计的电压环穿越频率均低于文献[6]中提取二次纹波的脉动补偿电路中采用了20Hz。我们的设计表明,经脉动补偿及优化后的穿后级功放,此电路的缺点在
8、于后级功放虽可以放大越频率比未补偿的提高了约10Hz,也明显优于文二次纹波的幅值,但脉动补偿中过多的运放环节不献[1,6]的结果。fVI的显著提高,较大地改善了电利于保证脉动补偿环节本身的瞬态特性。考虑到平路动态性能。波和瞬态特性两个方面,由前级滤波器提取的二次2.1.3仿真结果与分析纹波去直接进行补偿就可以达到非常理想的效果。图3(a)和(b)分别为未加脉动补偿和经脉动补偿并进行优化的输出电压仿真结果。对于未加
