一种基于单周期控制的改进型功率因数校正方法

张文文+刘子龙+夏纪冬

摘要：分析常规Boost型单周控制的功率因数校正器拓扑结构原理和输入等效电路，指出常规单周控制的功率因数校正器存在随着变换器功率等级和开关频率的提高，系统的通态损耗显著增大，从而导致系统整体效率降低。提出一种改进型功率因数校正器，分析了改进型Boost电路的拓扑结构和基本原理，以及电路的单周控制方程，给出了该电路拓扑结构中主要元器件参数选取的理论依据。对控制系统中的PI调节器的设计进行了理论分析，并将控制系统校正为典型的Ⅱ型系统，以提高系统的抗干扰性能和稳定性，并且制作150UA的样机验证设计系统的正确性。关键词：功率因数校正；单周期控制；电路拓扑；稳定性DOI：10.11907/rjdk.162679中图分类号：TP301文献标识码：A 文章编号：16727800（2017）0040018040引言 随着电力电子技术的发展，越来越多的电力整流器投入电网使用，在为电力行业带来利益的同时，也给电网注入大量谐波。APFC（Active Power Factor Correction）有源功率因数校正器已成为众多学者的研究热点。传统的Boost型功率因数校正器电路受MOS管开关频率fm限制[15]，而基于OCC（One Cycle Control）的功率因数校正电路无需乘法器和检测输入电压电路，很多学者对单相和三相都提出了基于单周变换的PFC电路。基于准稳态控制原理，OCC PFC变换器可以视为在单周开关内稳态运行的DC-DC变换结构。若从输入端控制相电压和相电流的比值为一个常数，则可以将功率因数值的大小近似为1。目前，大部分研究主要集中在电源频率为f1（50Hz）的情况……