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[1]林维明,刘贤庆,张强,等. 一种单相降压型 PFC 电路及其非线性控制[J].电机与控制学报,2017,21(11):25-31.[doi:10.15938/j.emc.2017.11.004]
 LIN Wei-ming,LIU Xian-qing,ZHANG Qiang,et al. Single-phase step-down PFC converter and its nonlinear control[J].,2017,21(11):25-31.[doi:10.15938/j.emc.2017.11.004]
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 一种单相降压型 PFC 电路及其非线性控制(PDF)
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《电机与控制学报》[ISSN:1007-449X/CN:23-1 408/TM]

卷:
21
期数:
2017年11
页码:
25-31
栏目:
出版日期:
2017-11-01

文章信息/Info

Title:
 Single-phase step-down PFC converter and its nonlinear control
作者:
 林维明 刘贤庆 张强 吴南冰
 ( 福州大学 电气工程与自动化学院,福建 福州 350108)
Author(s):
 LIN Wei-ming LIU Xian-qing ZHANG Qiang WU Nan-bing
 ( College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China)
关键词:
单相功率因数校正 降压 组合电路 非线性控制 单位功率因数
Keywords:
 single-phase power factor correction step-down combined circuits nonlinear control unity power factor
分类号:
TM 46
DOI:
10.15938/j.emc.2017.11.004
文献标志码:
A
摘要:
  以 Buck 为基础的单相功率因数校正( power factor correction,PFC) 电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强; 但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型 PFC 电路,通过加入 1 个辅助开关和 1 个二极管,在传统 Buck PFC 变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于 Buck-Boost 模式,消除电流死区。对于 Buck 与 Buck-Boost 之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1 台开关频率为50 kHz、输出为 100 V /1 A 的实验样机,在 175 ~ 265 V 输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率( total harmonic distortion,THD) 。电路实现 2 个开关管共地,驱动电路设计简单; 且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。
Abstract:
 Buck-type power factor correction( PFC) converters have low voltage stress and strong input and output current control ability,but the input current has naturally dead zones in traditional singlephase Buck-type PFC converter,which leads to high current distortion. A novel Buck PFC converter was proposed,by adding an auxiliary switch and a diode. The dead zones were eliminated when the converter operated in Buck-Boost mode during the dead time. Based on one cycle control,a nonlinear control was deduced to solve the transfer problem between Buck and Buck-Boost operating modes. The two operating modes have the same control strategy,which smoothes the modes transfer and nearly unit power factor can be achieved. The circuit operating modes and control strategy were analyzed in detail,verified by experimental results on a 50 kHz,100 V /1 A prototype. The total harmonic distortion ( THD) of input current keeps low in the input voltage range of 175 ~ 265 V. Both the two switches are grounded,simplifying the driving circuits,and the two operating modes have the same control strategy,which make the proposed converter suitable for practical application.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
 收稿日期: 2016 - 02 - 02
 基金项目: 福建省科技厅重大项目( 2014H6012) ; 福建省自然科学基金( 2015J01193)
作者简介: 林维明( 1964—) ,男,博士,教授,博士生导师,研究方向为电力电子变流技术; 刘贤庆( 1990—) ,男,硕士研究生,研究方向为电力电子变流技术; 张 强( 1985—) ,男,博士,研究方向为开关电源软开关技术、功率因数校正技术等; 吴南冰( 1990—) ,男,硕士研究生,研究方向为电力电子变流技术。
更新日期/Last Update: 2018-02-06