基于临界Buck-Boost的新型单级交直变换器

谢运祥，胡嘉威

(华南理工大学 电力学院，广州 510006)

0 引 言

为应对电网谐波污染问题，国际电工委员会制定的IEC 6100-3-2标准明确要求接入电网设备必须提高功率因数和降低电流谐波含量[1-2]。功率因数校正技术便应运而生，在DC/DC变换器前端加入功率因数校正电路和控制电路可以使变换器输入电流跟踪电网电压，达到功率因数近似为1和减少谐波污染的目的[3-7]。交直变换器较为成熟的方案是前级经过Boost或Buck-Boost电路对输入电流整形，后级经过DC/DC变换得到系统所需要的输出，由于这种两级方案是由2个相互独立的变换器和控制电路组成，导致交直变换器都存在体积大、成本高以及控制复杂的缺点[8-13]。

为应对上述问题，许多学者对单级变换器进行了大量的研究，单级变换器的核心是把前级和后级进行开关管和控制共用，并且尽量达到两级变换器的目的。相比当前单级交直变换器DC/DC环节大多使用的反激、正激等硬开关电路，原边开关管、副边二极管都能实现软开关的LLC谐振电路便脱颖而出[14]。文献[15]首先提出将Boost电路和半桥LLC谐振电路的开关管共用，所得变换器THD、PF值都符合IEC 6100-3-2标准，但是当输入电压经过占空比约为0.5的Boost电路时，大电解电容电压约为输入电压幅值的两倍，所以文献[15]提出的交直变换器只适用在低压场合。文献[16-17]分别提出基于交错并联Boost、Buck-Boost和LLC谐振电路的单级交直变换器，虽然克服了输入电压不能过高的缺点，但是该交直变换器中前级都需要2个完全相同的Boost、Buck-Boost电感。……