低输出电压纹波三态PCCMCUKPFC变换器.pdf

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1、第34卷第1期Vo1．34No．1④．2014年1月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentJan．2014低输出电压纹波三态PCCMCUKPFC变换器张斐，许建平，舒立三，董政(西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点卖验室，四川成都610031)摘要：提出了一种具有低输出电压纹波的三态伪连续导电模式(PCCM)CUK功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略在CUK变换器的中间储能电容(过渡电容)上串联一个开关管，使得中间储能电容电压在一个开关周期内存在3个工作状态．

2、进而获得低输出电压纹波和快速的负载动态响应速度分析了三态PCCMCUKPFC变换器的工作原理．仿真验证了理论分析结果．同时通过一个200W的实验电路验证了结论的正确性结果表明三态PCCMCUKPFC变换器具有输入功率因数高、输出电压纹波小和动态响应速度快的优点。关键词：功率因数校正；变换器；动态响应；低输出电压纹波：伪连续导电模式中图分类号：TM46文献标识码：ADOI：10．3969／i．issn．1006—6047．2014．01．0140引言电压含有较大的2倍工频纹波．实际应用时需接后级DC／DC变换器来消除PF

3、C变换器的输出电压工为了减小电力电子装置对电网的谐波污染．需频纹波并提高其对负载的动态响应速度：文献『13—要采用有源功率因数校正PFCfPowerFactorCorrec_14]分别提出了电容电压空闲CUKDC／DC变换器tion)技术[。Buck、Boost、Buck．Boost、CUK、Sepic、Zeta和电容电压空闲CUKPFC变换器．但并没有研究该变换器等均可用于PFCBoost变换器因具有良好的变换器的输出电压纹波特性和负载动态响应特性稳态性能等优点而成为PFC变换器的首选拓扑[23．基于对偶原理．本文提

4、出了具有低输出电压纹波但其输出电压必须高于输入电压．给后级DC／DC变的三态PCCMCUKPFC变换器通过在中间储能电换器带来开关应力问题．且难以在宽输入电压范围容(过渡电容)上串联一个开关管，使得CUKPFC内取得较高的效率l3。因此，研究升降压PFC变换器变换器的中间储能电容电压在一个开关周期内存在很有价值3个工作状态本文分析了三态PCCMCUKPFC变升降压Buck—Boost变换器(包括反极性Buck．换器的工作过程和控制策略．并指出其可等效为Boost、Flyback、Sepic和CUK变换器等)，其开关管承

5、Boost变换器与Buck变换器的级联仿真和实验结受的电压应力和储能电容体积均较大[引为降低开果表明，该变换器具有输入功率因数高、输出电压纹关管所承受的电压应力，文献『5]提出了两开关波小和动态响应速度快的优点Buck．Boost变换器．但需要复杂的控制电路_6_CUKPFC变换器具有输人输出电流连续、零输入电流纹1三态PCCMCUKPFC变换器波和宽输出电压范围等优点而得到广泛研究通过在B0ost或Buck．BoostPFC变换器的储能恒定开关频率的开关变换器除了可以工作于连电感两端并联开关管．为电感电流形成续流通路

6、．可续导电模式CCM(ContinuousConducti0nMode)和以使Boost或Buck．BoostPFC变换器工作于PCCM不连续导电模式DCM(DiscontinuousConduction模式(电感电流在一个开关周期内存在3个工作状Mode)外．还可工作于三态伪连续导电模式PCCM态)．进而获得卓越的负载动态响应性能[11。基于(PseudoContinuousConductionMode)。文献[9]PCCMPFC变换器独特的优点．根据对偶原理．本文指出．与DCM变换器相比．PCCM变换器极大地提提出

7、了如图1所示的三态PCCMCUKPFC变换器高了带载能力．且具有优于CCM和DCM变换器的通过在中间储能电容(过渡电容)上串联一个开关动态响应速度。因此，文献[10．11]提出了PCCMBoost管V疆，利用开关管V伍关断时为储能电容电压形PFC变换器，但其需要额外的功率开关管且降低了效率⋯]；文献『12]提出了具有较高效率的升降压型两开关PCCMBuck—BoostPFC变换器．但直流输出收稿日期：2012—12—28；修回日期：2013—10—29基金项目：国家自然科学基金资助项目(51177140)：中央高校基本

8、科研业务费专项资金资助项目(2682013ZT20、Pr0iectsupposedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51177140)andtheFundamentalResearchFundsfor图1三态PCCMCUKPFC变换器theCentralUniversitie