【摘 要】
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作为AC-DC变换器的重要组成,Boost功率因数校正（PFC）变换器能够降低电流谐波,提高电能利用效率,使得产品符合IEC-61000-3-2等工业标准,因而广泛应用于现代电子设备中。根据电感电流的连续性,Boost PFC变换器的工作模式可分为断续导通模式（DCM）、临界导通模式（CRM）与连续导通模式（CCM）。为了满足宽负载输出的需求,以及打破单一模式在应用中的局限,本文对混合导通模式Bo
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作为AC-DC变换器的重要组成,Boost功率因数校正（PFC）变换器能够降低电流谐波,提高电能利用效率,使得产品符合IEC-61000-3-2等工业标准,因而广泛应用于现代电子设备中。根据电感电流的连续性,Boost PFC变换器的工作模式可分为断续导通模式（DCM）、临界导通模式（CRM）与连续导通模式（CCM）。为了满足宽负载输出的需求,以及打破单一模式在应用中的局限,本文对混合导通模式Boost PFC变换器的数字控制技术进行了相关的研究。本文首先对Boost PFC变换器传统控制策略的工作原理及其缺陷进行了分析。并指出,适用于DCM的传统VOT控制无法实现谷值开关且最大功率会受到驱动脉冲信号PWM饱和的限制;适用于CRM的传统COT控制中的开关频率较高且动态变化,其最小功率会受到开关管开关速度的限制。在此基础上,提出了一种适用于DCM/CRM混合导通模式的统一脉宽-周期控制策略。根据运行条件,该策略允许变换器在同一半线周期内以单一DCM、单一CRM、DCM与CRM共存的形式运行。此外,该策略还包括统一的谷值开关方案,无论是DCM还是CRM下,均可实现有效的谷值开关。最后,又提出了一种适用于DCM/CRM/CCM混合导通模式的三模式平均电流控制策略。通过引入“谷值参考电流”概念并对其进行整定,该策略可以兼容DCM、CRM与CCM,相较于单一模式,该策略降低了电感电流应力,从而更一步地拓宽了变换器所适配的功率范围。分别搭建了320W与680W的Boost PFC变换器样机,通过FPGA进行数字控制,实验证明了上述两种控制策略在减小电流应力、拓宽功率范围、提高功率因数、效率等方面效果较好。
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