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基于GaN器件的高效图腾柱无桥PFC电路设计 被引量：1
1
作者 郑润民 李堂 毛行奎 《电器与能效管理技术》 2023年第11期41-47,共7页
GaN器件因其良好的开关性能被广泛应用于图腾柱无桥PFC电路。在电感电流临界连续模式(CRM)下,图腾柱无桥PFC通过合理的控制可以实现开关管全输入电压范围软开关。针对传统电流过零检测(ZCD)电路的控制方式存在控制时序复杂的问题,提出... GaN器件因其良好的开关性能被广泛应用于图腾柱无桥PFC电路。在电感电流临界连续模式(CRM)下,图腾柱无桥PFC通过合理的控制可以实现开关管全输入电压范围软开关。针对传统电流过零检测(ZCD)电路的控制方式存在控制时序复杂的问题,提出了一种基于电流状态检测电路的软开关控制策略,降低控制的复杂程度;采用交错并联结构降低EMI滤波器的设计压力;并利用解耦磁集成技术将两相电路的功率电感进行磁集成。最终,搭建了一台3000 W基于GaN器件的交错并联图腾柱无桥PFC整流器,通过实验验证了所提电路设计方案的有效性。 展开更多
关键词 GAN器件 交错并联图腾柱无桥pfc 集成电感 iTHD
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图腾柱无桥PFC的同步整流优化控制
2
作者 王传奇 陈威 林振权 《机电工程技术》 2023年第11期198-203,共6页
由于图腾柱无桥PFC电路的电流采样电路存在相位滞后,普通的单阈值电流比较方案不能正确检测电感电流的过零点,这引起了同步整流管的误关断,从而导致在断续导电模式下电感电流发生反灌。针对上述问题,提出了一种可变正负阈值电流比较策... 由于图腾柱无桥PFC电路的电流采样电路存在相位滞后,普通的单阈值电流比较方案不能正确检测电感电流的过零点,这引起了同步整流管的误关断,从而导致在断续导电模式下电感电流发生反灌。针对上述问题,提出了一种可变正负阈值电流比较策略。首先分析了导致电感电流检测不准确的原因;其次分析了在不同控制模式下电感电流产生反灌的过程,在此基础上给出了电流过零比较阈值的选取方法;通过仿真和实验验证了所提方法的有效性,相比于普通单阈值电流比较策略,通过改变电感电流过零点的比较策略优化了高频开关管的控制效果。结果表明该方法使电路的效率提升了3.7%,功率因数增加了6%,反向电感电流在输入电压20°相位时减小了77.8%。该方法可以有效抑制图腾柱无桥PFC电路运行在断续导电模式时电感电流的反灌,为研究新型的控制方法提供参考。 展开更多
关键词 图腾柱pfc 反向续流 过零比较策略 数字控制
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Hybrid IGBT在3.3 kW RAC图腾柱无桥PFC的应用
3
作者 伍堂顺 王刚 《家电科技》 2023年第S01期380-384,共5页
为了解决3 HP家用空调PFC功率级IGBT和整流桥温升高以及散热器尺寸大的痛点,采用图腾柱无桥PFC,以混合IGBT IKZA50N65RH5作为高频桥臂开关管,建立了CCM模式平均电流控制的图腾柱无桥PFC的PLECS仿真模型,并在3.3 kW、IGBT开关频率65 kHz... 为了解决3 HP家用空调PFC功率级IGBT和整流桥温升高以及散热器尺寸大的痛点,采用图腾柱无桥PFC,以混合IGBT IKZA50N65RH5作为高频桥臂开关管,建立了CCM模式平均电流控制的图腾柱无桥PFC的PLECS仿真模型,并在3.3 kW、IGBT开关频率65 kHz的图腾柱无桥PFC评估板上实际测试获得了最高97.924%的效率,有效降低了IGBT的温升,提高了整机可靠性。 展开更多
关键词 3 HP家用空调 图腾柱无桥pfc 混合IGBT
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一种可工作于CCM模态的高效图腾柱无桥PFC变换器 被引量：12
4
作者 章治国 李世锋 +2 位作者 李鑫 程鹏铭 罗全明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1957-1967,共11页
提出一种具有零电压开通(zero-voltageswitching,ZVS)和零电流关断(zero-current switching,ZCS)的可工作于CCM腾柱式无桥功率因数校正(power factor correction,PFC)电路拓扑。该拓扑在传统图腾柱无桥PFC的基础上,通过增加辅助谐振支... 提出一种具有零电压开通(zero-voltageswitching,ZVS)和零电流关断(zero-current switching,ZCS)的可工作于CCM腾柱式无桥功率因数校正(power factor correction,PFC)电路拓扑。该拓扑在传统图腾柱无桥PFC的基础上,通过增加辅助谐振支路来实现功率开关管(MOSFET)的ZVS导通,同时辅助谐振支路亦可有效地抑制其体二极管电流的di/dt,实现ZCS关断,极大地缓解了MOSFET体二极管反向恢复问题;工作在电流断续模态下的辅助谐振支路,其开关管均能实现零电流开通,变换器的所有开关管均工作在软开关状态。该拓扑克服传统硅基图腾柱无桥PFC的MOSFET体二极管反向恢复问题,以及只能工作在电流断续导电模式或临界导电模式的限制,拓宽其工作范围,与传统图腾柱式无桥PFC电路相比,有更高的效率和功率密度。基于对所提出变换器的工作原理和稳态特性的分析,设计一台实验样机,实验结果验证了该拓扑方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 图腾柱无桥pfc变换器 零电压开通 零电流关断 连续导电模式 辅助谐振支路
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临界电流模式图腾柱无桥功率因数校正换相谐振抑制
5
作者 黄帆 任小永 +2 位作者 陈乾宏 李梦睿 王生东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3816-3826,共11页
工作于临界电流模式下的图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路因其无整流桥损耗、电感体积小、易于实现软开关而得到广泛关注。然而,在输入电压过零点处,工频管之间的换相时刻,电感会与工频管的结电容产生谐振,相应地,电感电流和直流母线电... 工作于临界电流模式下的图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路因其无整流桥损耗、电感体积小、易于实现软开关而得到广泛关注。然而,在输入电压过零点处,工频管之间的换相时刻,电感会与工频管的结电容产生谐振,相应地,电感电流和直流母线电压因此会存在高频振荡。电感电流振荡会加剧输入电流畸变程度,而母线电压上的高频尖峰由于振荡频率高,后级DC-DC变换器难以抑制而传递至负载,导致敏感负载无法正常工作。该文分析线性开关在主动栅极电路中抑制振荡的工作原理,基于线性开关的特性提出三电平驱动方式来抑制图腾柱无桥PFC换相谐振,降低输入电流总谐波畸变率(THD)的同时实现对直流母线的高频尖峰的抑制,在2kW满载工况下,将输入电流THD降低1%,母线电压尖峰高频分量峰值由2.83V减小至0.01 V以下。实验结果表明,该文所提出的三电平驱动方式可以有效抑制临界电流模式图腾柱无桥PFC的换相谐振。 展开更多
关键词 图腾柱无桥功率因数校正(pfc) 换相谐振 线性开关 三电平驱动 母线电压尖峰抑制
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图腾柱无桥PFC输入电压检测与仿真研究 被引量：2
6
作者 邹颖 关维国 张震 《辽宁工业大学学报（自然科学版）》 2019年第1期25-28,共4页
针对无桥PFC无"整流桥"存在,导致PFC控制电路所需的全波整流电压检测困难等问题,提出了一种低频整流桥加电压隔离放大器方式的适用于图腾柱无桥PFC的解决方案。电压隔离放大器将整流分压后得到的全波整流电压隔离传输至PFC控... 针对无桥PFC无"整流桥"存在,导致PFC控制电路所需的全波整流电压检测困难等问题,提出了一种低频整流桥加电压隔离放大器方式的适用于图腾柱无桥PFC的解决方案。电压隔离放大器将整流分压后得到的全波整流电压隔离传输至PFC控制输入端,有效阻断了输入电压检测电路与主电路之间相互干扰,解决了无"整流桥"输入电压检测问题。最后,通过PSIM仿真软件对所提方案进行仿真验证。仿真结果表明,所提方案能够较好地实现图腾柱无桥PFC输入电压检测作用,仿真得到的谐波含量较低,功率因数较高。 展开更多
关键词 图腾柱无桥pfc 电压检测 整流桥 电压隔离放大
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基于图腾柱无桥PFC的软开关控制变换研究 被引量：8
7
作者 孙战 王懿杰 《电力工程技术》 北大核心 2022年第1期70-76,共7页
随着数据中心所需能量的日益增长,对于变换器高性能指标的追求十分迫切。文中设计了基于图腾柱结构实现高效高功率密度的软开关功率因数校正(PFC)电路,采用无桥PFC拓扑结合第三代宽禁带氮化镓器件,通过全数字控制方法实现电路在电流临... 随着数据中心所需能量的日益增长,对于变换器高性能指标的追求十分迫切。文中设计了基于图腾柱结构实现高效高功率密度的软开关功率因数校正(PFC)电路,采用无桥PFC拓扑结合第三代宽禁带氮化镓器件,通过全数字控制方法实现电路在电流临界和准方波2种状态下切换工作,保证变换器在具备PFC功能的同时实现开关管零电压开关(ZVS)。首先介绍了图腾柱无桥PFC基本电路结构,通过分析电路暂态过程得出实现软开关特性的条件;然后根据全数字双闭环控制方法实现系统PFC功能,结合数学仿真模拟不同状态下图腾柱PFC输出特性;最终搭建了1台输入有效值220 V,输出48 V/400 W的AC/DC变换器。结果表明,系统在实现PFC功能的同时,可在全输入电压范围内保持ZVS特性,验证了电路设计及控制策略的可行性。 展开更多
关键词 图腾柱无桥功率因数校正(pfc) 软开关 氮化镓 全数字控制 零电压开关(ZVS) 双闭环控制
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双模式图腾柱无桥PFC电路的研究 被引量：11
8
作者 林鋆 《电器与能效管理技术》 2021年第10期57-64,共8页
为减小AC/DC变换器的导通损耗,基于图腾柱无桥Boost电路,提出一种双模式图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路。分析了所提电路的工作原理、工作过程和电路稳态特性,对关键参数进行分析与设计,并通过样机实物研究验证了电路的可行性。最后,... 为减小AC/DC变换器的导通损耗,基于图腾柱无桥Boost电路,提出一种双模式图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路。分析了所提电路的工作原理、工作过程和电路稳态特性,对关键参数进行分析与设计,并通过样机实物研究验证了电路的可行性。最后,设计了1台低压交流输入90~120 Vrms、高压交流输入176~264 Vrms、输出400 V/600 W的双模式图腾柱无桥PFC电路实验样机,验证了电路的可行性以及良好的特性。 展开更多
关键词 功率因数校正 双模式图腾柱无桥pfc电路 关键参数
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基于开关管电压检测的图腾柱整流器控制方案 被引量：2
9
作者 徐厚建 姚文熙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1771-1776,共6页
分析现有电流过零检测方法,提出一种新的图腾柱整流器控制方法.该方法通过检测MOSFET源漏极之间的电压,并与阈值电压比较,其结果作为临界连续模式的下个开关开启信号,控制开关管导通,可以有效降低转换器的开关损耗和检测电路的损耗.分... 分析现有电流过零检测方法,提出一种新的图腾柱整流器控制方法.该方法通过检测MOSFET源漏极之间的电压,并与阈值电压比较,其结果作为临界连续模式的下个开关开启信号,控制开关管导通,可以有效降低转换器的开关损耗和检测电路的损耗.分析输入电流畸变的原因,给出变开通时间的解决方案,得到输入电流的总谐波失真(THD)为4.11%.通过两相交错并联大幅度降低了电路输入电流的纹波;制作3.3 kW两路交错并联的样机,并进行实验验证,结果表明:实测峰值效率达到98.97%. 展开更多
关键词 图腾柱无桥pfc 临界连续模式(pfc) 交错并联 变开通时间
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