单相Boost型功率因数校正电路软开关技术的综述

互联网 | 编辑: 2006-08-14 16:18:00原创 一键看全文

摘要:对单相Boost功率因数校正电路软开关技术进行了分类,分为零电压开关功率因数校正电路、零电压转换功率因数校正电路、零电流开关功率因数校正电路、零电流转换功率因数校正电路、有源箝位功率因数校正电路和带有无损吸收电路的功率因数校正电路,并对每一类型的电路的拓

 

3    零电流开关(ZCS)PWM功率因数校正电路

    ZCS工作方式是指利用谐振现象及有关器件的箝位作用,使开关变换器中开关管电流在开启或关断过程中维持为零。

    从图10电路及波形图[10]可以看出,主开关S1首先开通,通过开关S1的电流逐渐增加至输入电流值,此时二极管D1、D2关断,电容Cr反向充电至Vo;辅助开关S2开通后,电容CrLr2谐振,当电容Cr两端电压降至零时,二极管D1导通,电容Cr与电感Lr1Lr2谐振至开关S1、S2反并二极管开通,两开关实现ZCS关断。

 

图10    ZCS-PWM功率因数校正电路之一及波形图

    此电路的优点在于开关S1、S2均实现了ZCS关断,两个二极管的反向恢复得到抑制;不足之处是两开关硬开通,电容Cr与电感Lr2,电容Cr与电感Lr1Lr2的谐振回路要通过输出端,会增大输出端的电压波动。

    图11电路[11]是对图10电路进行了改进,改进后的电路工作方式及波形与图10电路基本一致。图11的电路将二极管两端并联的电容改为与开关S2和电感Lr2并联,这样,谐振回路就不会包含输出端,不会引起输出端电压的波动。其不足之处仍在于两开关硬开关开通。

图11    ZCS-PWM功率因数校正电路之二及波形图

    图12电路[12]与以上两电路的最大区别在于实现了一个开关的ZVS开通。如波形图所示,主开关S1开通,电感Ls抑制了二极管D的反向恢复,电感Ls与电容Cc谐振,开关S2反并二极管开通,为开关S2提供ZVS开通;电容Cc与电感Ls继续谐振,流过电容Cc的电流反向时,开关S1反并二极管开通,实现ZCS关断。

图12    ZCS-PWM功率因数校正电路之三及波形图

    此电路的优点是主开关S1实现了ZCS关断,辅助开关S2实现了ZVS开通,因此,此电路又称为ZV-ZCS电路。电路的不足之处在于辅助开关S2的硬关断。

4    零电流转换(ZCT)PWM功率因数校正电路

    图13电路为传统的零电流转换功率因数校正电路[13]。如图13所示,辅助开关S2开通时,电容Cr与电感Lr谐振,主开关S1反并二极管导通,实现ZCS关断;开关S1反并二极管关断后,开关S2关断,二极管D1开通,为电感Lr提供能量释放回路。

图13    ZCT-PWM功率因数校正电路之一及波形图

    此电路的优点是实现了主开关S1的ZCS关断,电路结构简单。不足之处是,辅助开关硬开关开通关断,二极管的反向恢复没有得到抑制,主开关电流应力较大。

    图14电路对传统的ZCT-PWM功率因数校正电路进行了改进[14]。如图14波形图所示,开关S2开通时,电容Cr、电感Lr谐振,流过二极管D1的电流逐渐减小到零,其反向恢复得到抑制;谐振电流换向后,开关S2反并二极管导通,实现ZCS关断;开关S2开通后,电容Cr与电感Lr谐振,开关S1反并二极管导通,实现ZCS关断。

 

图14    ZCT-PWM功率因数校正电路之二及波形图

    此电路的优点是实现了开关S1、S2的ZCS关断,二极管的反向恢复得到抑制;不足之处是辅助开关在一个开关周期有两次开关过程,电路工作方式中谐振较多,都会增大电路的损耗。

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