【摘 要】
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高功率因数单级AC-DC变换器的交流输入侧和直流输出侧之间存在着固有的瞬时功率差,从而在二倍工频处产生显著的低频输出纹波,严重降低了AC-DC变换器的性能。为了抑制这种低频输出纹波并保持高功率因数,本文以工作于不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的反激变换器作为PFC变换器,引入Buck/Boost双向变换器作为并联补偿电路(Parallel Com
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高功率因数单级AC-DC变换器的交流输入侧和直流输出侧之间存在着固有的瞬时功率差,从而在二倍工频处产生显著的低频输出纹波,严重降低了AC-DC变换器的性能。为了抑制这种低频输出纹波并保持高功率因数,本文以工作于不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的反激变换器作为PFC变换器,引入Buck/Boost双向变换器作为并联补偿电路(Parallel Compensation Circuit,PCC),其输入侧与PFC变换器的输出侧并联连接,以补偿AC-DC变换器的输出电流二倍工频纹波。论文研究了Buck/Boost PCC并联补偿DCM反激PFC变换器的基本原理、主要工作波形;建立了Buck/Boost PCC的时间平均等效电路,得到了其直流稳态等效电路和交流小信号等效电路,并对其进行了直流稳态分析和交流小信号分析;基于交流小信号等效电路,对Buck/Boost PCC进行了闭环设计;建立了Buck/Boost PCC输入导纳模型,分析了Buck/Boost PCC输入导纳与AC-DC变换器的低频输出电流纹波之间的关系;为了进一步减小AC-DC变换器的低频输出电流纹波,提出了一种基于虚拟导纳的Buck/Boost PCC输入导纳调节策略,研究了通过输入电压前馈控制实现Buck/Boost PCC虚拟导纳的方法,通过仿真验证了该方法的有效性。以理论分析为基础,研制了一台33.6W的AC-DC变换器的原理样机,并进行了实验验证。实验结果表明,所提出Buck/Boost PCC输入导纳调节策略可以有效减小AC-DC变换器的低频输出电流纹波,为负载提供平直的电流。
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