基于DSP双向开关型无桥PFC变换器的研究

基于D SP的数字化单相双BOO ST2A PFC控制技术研究Ξ陈息坤1,2　单鸿涛1　康勇1　陈坚11.华中科技大学2.郑州轻工业学院 摘要:提出了一种基于D SP的全数字单相双A PFC系统的控制策略,分析了基于数字控制的A PFC的工作原理,提出了一种新型控制策略。

理论分析和仿真表明,系统具有良好的稳定性和可靠性。

实验结果证明,该系统可以提高输入功率因数,并且可以有效地抑制输入电流谐波。

关键词:有源功率因数校正　谐波抑制　控制技术Research on Con trol Technology of D ig ita l D ouleB OOST-APFC Ba sed onD SPChen X ikun　Shan Hongtao　Kang Yong　Chen J ian Abstract:T h is paper p resents a new contro l technique fo r digital active pow er facto r co rrecti on system based on D SP.O n the basis of analyzing the p rinci p le of active pow er facto r co rrecti on,a novel contro l strategy has been p resented.T he si m ulati on and experi m ental results verify the stability and dependability of the sys2 tem.A s a result,th is schem e can ach ieves excellent characteristics.T he harmonic of line is restrained effective2 ly,and the pow er facto r of line is enhanced.Keywords:active pow er facto r co rrecti on(A PFC)　harmonic restrained　contro l techno logy1　引言单相交流电网经整流获得直流电压是应用极为广泛的一种电力电子变换,这种整流器—电容滤波电路的主要缺点是:输入交流电流i s波形严重畸变,呈脉冲状,直流电压V d只与交流输入电压V s有关而不能调控,脉动很大,且最低次谐波频率为2次谐波,需要很大的滤波器才能得到平稳的直流电压。

万方数据万方数据万方数据到。

采用定时中断。

在每个开关周期．程序从参考正弦表中获得相应数字量，并将它赋值给比较寄存器ＣＭＰＲｘ。

ＰＷＭ输出设置为高有效时，当计数值从零开始计数到周期值ＴｘＰＲ的过程中与ＣＭＰＲ】【匹配时．则输出高电平：当计数值从周期值ＴｘＰＲ开始计数到零的过程中与ＣＭＰＲｘ匹配时。

则输出低电平。

设置为低有效的另一组ＰＷＭ输出与高有效互补。

当到达一个正弦周期时，将查表的指针复位到正弦波的初始处循环读取【４】。

为了同一桥臂的上下开关管直通。

两路互补的ＰＷＭ信号还要通过死区时间寄存器来设置一定的死区时间。

４．２．３数字锁相在由独立切换到并网时，需要锁相使此时的输出电压与电网电压同幅同频同相．以减小电压冲击，同时由于系统在并网运行时为电流输出型，需使输出并网电流与电网电压同频同相，以实现最大有功输送，故需进行锁相。

该设计采用软件锁相实现并网切换前使输出电压与电网电压同步。

并网后输出使并网电流与电网电压严格同步１５１。

将电网电压信号经霍尔传感器比例缩小、滤波和电压抬升，整形成与其同步的符合ＤＳＰ输入的方波信号。

该信号送入ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ的ＣＡＰｌ引脚。

当捕捉到方波信号的上升沿时，记录下此刻定时器的值。

由相邻两次定时器值之差可算得电网电压周期。

用此周期值作为正弦调制波的周期．即可实现输出电压或并网电流与电网电压同频。

通过判断电网电压过零时正弦表指针的位置来判断二者的相位差．调整输出电压或并网电流参考正弦表的指针．可实现输出电压或并网电流与电网电压同相。

５仿真与实验用仿真软件Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对系统进行仿真。

仿真参数设定为：直流侧母线电压Ｕｄ＝３５０Ｖ，参考电流幅值Ｉ＝１０Ａ，滤波电感Ｌ＝５ｍＨ，开关频率疋＝１５ｋＨｚ，仿真算法采用Ｏｄｅ２３ｔ，误差为ｌｘｌ０巧。

负载为阻性负载。

在Ｏ．０８ｓ时由独立工作模式切换为并网工作模式，如图７ａ所示。

在０．２ｓ时由并网工作模式切换为独立工作模式．如图７ｂ所示。

基于DSP的双FedWind发电系统电网侧PWM变换器的研究摘要:电网侧变换器双馈风力发电系统，是本文的研究对象。

首先本文分析了电网侧变流器的关键问题。

在关键问题的基础上我们提出了一个新的基于DSP的电网侧变流器的实现方法。

本文建立了双馈电机的数学模型和dq坐标电网侧变流器的数学模型，基于PWM变换器的数学模型，控制策略及电网侧的目标提出。

控制系统的软件设计详细解释，包括总体结构，流程图，还有在控制策略的实现过程中的细节问题。

我们为11千瓦双馈风力仿真平台建成发电系统。

基于该平台，为电网侧变流器进行了实验。

实验结果充分证明了控制策略的有效性和满意的控制性能已经达到。

并且，文中给出实验波形。

关键词：双馈风力发电，DSP，电网侧变流器一、导言随着日益紧张的能源供应，可再生能源发电技术，吸引了世界的目光。

双馈风力发电系统以其优越的性能越来越关注。

转换为转子提供合适的激励电流发生器，这是一个双馈风力发电系统的关键组成部分。

参考文献[1][2][3][4]分析了它的控制模型。

本文结合上述文献与各自的优势和缺点。

基于对他们提出一个新的基于DSP 的双馈风力发电系统在电网侧变流器的实现方法。

电网侧PWM变换器双馈风力发电系统，是本文的研究对象。

首先，本文建立的数学模型，对电网侧变流器的控制目标进行了分析。

基于PWM变换器的数学模型和控制目标，控制策略及电网侧的目标被提出。

最后，软件设计由DSP控制战略的实施。

建立11千瓦双馈风力发电系统的仿真平台，基于该平台，为电网侧变流器进行了实验。

实验结果充分证明了电网侧变流器，双程能量流的要求相匹配。

直流侧电压和电网侧电流的闭环控制，可以实现。

此外，在电网侧的单位功率因数运行的要求也相匹配。

二。

电网侧变流器的关键问题双馈电机转子在不同的操作系统下运行，具有不同的能量流动方向：亚同步运行状态，能量流从电网的转子;超同步运行状态，能量在相反的方向流动。

因此，为了使系统在很宽的速度范围内运行，以确保转子的能量，可以在双单向流动。

摘要：针对双馈式变速恒频(VSCF)风电机组的控制方式进行了研究，并以2 MW VSCF 风电机组为模型，设计了基于FMS320C28346型DSP与现场可编程门阵列(FPGA)的双馈风力发电变流器系统，控制系统硬件平台采用标准6U机箱，具有高可靠性与抗干扰性。

该系统将矢量控制技术应用于发电机控制，并对网侧和转子侧变流器采用双闭环控制策略。

最后在自主研发的2 MW双馈式变流器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行，验证了控制方法的可行性与实用性。

关键词：变流器；变速恒频；双馈1 引言目前风电技术可分为恒速恒频控制方式和VSCF控制方式。

VSCF风力发电机可提供更高的风能利用效率，故越来越多地用于大功率机组。

在此设计了基于TMS320C28346型DSP与FPGA的双馈式风力发电变流器系统。

控制系统平台采用主频300 MHz的DSP芯片与FPGA共同控制，大大提高了系统的稳定性以及实时性。

控制系统采用矢量控制技术和功率闭环的变速控制策略。

最后在自主研发的2 MW双馈式风电变流器的样机上进行了实验和现场试运行，验证了控制系统的可靠性。

2 控制系统硬件平台1．5 MW双馈式风电变流器硬件平台采用主频为150 MHz的TMS320C28335+CPLD 方案，但在进行低电压穿越实验与强励磁实验过程中，发现运算速度无法满足实验要求。

因此设计了风电、光伏变流器统一的硬件平台。

采用模块化设计，按照功能划分为系统核心控制板、开关电源、开入接口板、采样板、光纤接口板、通讯板、故障录波板与总线底板，并在机箱中预留插板位置。

其中核心控制板采用TMS320C28346型DSP与FPGA芯片共同构成，极大地提升了可靠性与运算速度。

控制平台采用模块化设计思想，能兼容全功率等级双馈、直驱变流器与光伏逆变器控制系统，配备多路信号采集通道、信号输出通道与通讯接口，具备多种PWM输出和保护方案，采用标准6U机箱结构，控制系统硬件平台总体方案见图1。

无桥PFC变换器断续电流工作模式下的轨迹控制技术无桥PFC变换器是一种常用的电力因数校正（Power Factor Correction, PFC）技术，其主要用于改善电力系统的功率因数，提高电能利用效率。

而在无桥PFC变换器的工作过程中，断续电流工作模式是常见的一种工作状态。

本文将探讨在断续电流工作模式下的轨迹控制技术。

无桥PFC变换器的断续电流工作模式是指在变换器输出电流波形中，存在一定的间断时间段。

这主要是由于变换器工作时，电感元件储存的能量被完全释放后，电流将会中断，直到下一个开关周期开始时才会重新建立。

在传统的控制策略下，断续电流工作模式可能会导致输出电流波形不稳定、谐波含量较高等问题。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种轨迹控制技术。

该技术的核心思想是通过控制开关器件的导通和关断时刻，使得变换器的输出电流在断续电流工作模式下能够跟踪预设的轨迹。

通过精确控制开关器件的开关时刻，可以实现对输出电流的精确控制，从而提高变换器的性能。

在轨迹控制技术中，首先需要确定预设的输出电流轨迹。

这可以通过数学建模和仿真分析来实现。

然后，根据预设的轨迹，确定开关器件的开关时刻。

这需要考虑到开关器件的导通和关断时间，并结合控制算法来确定最优的开关时刻。

最后，通过实时监测输出电流并对开关时刻进行调整，使得输出电流能够准确地跟踪预设的轨迹。

轨迹控制技术在无桥PFC变换器的断续电流工作模式下具有重要的应用价值。

通过精确控制输出电流的轨迹，可以实现变换器的高效、稳定运行。

此外，轨迹控制技术还可以有效降低输出电流的谐波含量，减少对电力系统的干扰，提高系统的抗干扰能力。

综上所述，无桥PFC变换器断续电流工作模式下的轨迹控制技术是一种重要的控制策略。

通过精确控制开关器件的开关时刻，可以实现输出电流的精确控制，提高变换器的性能。

未来，研究人员可以进一步探索该技术在其他电力电子设备中的应用，为电力系统的稳定运行和能源利用效率的提高做出更大的贡献。

第18卷第5期2020年9月Vol.18No.5Sept.2020电源学报Journal of Power SupplyDOI：10.13234/j.issn.2095-2805.2020.5.95中图分类号:TM461文献标志码:A基于磁集成的双Boost无桥PFC变换器研究蔡逢煌陀，王群兴陀，苗中磊陀，杜伟煌陀，苏先进2(1.福州大学电气工程与自动化学院，福州350116；2.福州大学-科华恒盛电力电子技术研究中心，福州350116)摘要：传统双Boost无桥功率因数校正PFC(power factor correction)变换器去除了整流桥结构，变换器效率得到了提高，但由于需要2个电感，整个系统功率密度小、体积大。

分析了4种磁集成技术，并采用一种中柱低磁阻磁路电感集成方式，集成双Boost无桥PFC变换器的2个电感来缩减系统体积。

通过分析和计算，该电路拓扑避免了环流问题。

采用改进无差拍控制算法来消除采样和计算延迟所带来的控制偏差，提升了输入电流的控制精度。

最后搭建了一台750W的实验样机，验证了理论分析的正确性。

关键词：磁集成；低阻磁路；双Boost；功率因数校正Research on Bridgeless Dual Boost PFC Converter Based onIntegrated MagneticsCAI Fenghuang1,2,WANG Qunxing1,2,MIAO Zhonglei1,2,DU Weihuang1,2,SU Xianjin2(1.College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou350116,China；2.Fuzhou University-KehuaHengsheng Power Electronics Technology Research Center,Fuzhou350116,China)Abstract:By omitting the structure of a bridge rectifier,the efficiency of the traditional bridgeless dual Boost power factor correction(PFC)converter is improved.However,it has a small power density and a large volume due to the need of two inductors.In this paper,four kinds of integrated magnetic technologies were analyzed,and a mid-column low-reluc­tance magnetic circuit inductor integrated method was adopted,in which two inductors of the bridgeless dual Boost PFC converter were integrated to reduce the system volume.According to analysis and calculations,the proposed circuit topolo­gy can avoid the circulation problem.An improved deadbeat control algorithm was applied to eliminate the control devia­tion resulting from sampling delay and calculation delay,thereby improving the control accuracy of input current.Finally, a750W experimental prototype was built,and results verified the theoretical analysis.Keywords:integrated magnetics;low-reluctance magnetic circuit;dual Boost;power factor correction双Boost无桥功率因数校正PFC(power factor co­rrection)变换器去除了整流桥结构，提高了电路效率，因输入端电感的存在，具有输入电路电流连续、波形平滑等优点冋。

基于DSP双向开关型无桥PFC变换器的研究无桥PFC（Power Factor Correction）变换器是一种广泛应用于交流电源系统中的电力电子转换器，用于提高系统的功率因数和降低谐波电流的产生。

近年来，双向开关型无桥PFC变换器在该领域中得到了广泛研究和应用。

本文将对基于DSP的双向开关型无桥PFC变换器的研究进行探讨。

首先，本文将介绍无桥PFC变换器的工作原理和优势。

无桥PFC变换器通过控制开关管的导通和截止，将输入电压变换为稳定的输出电压，同时将功率因数提高至接近1，并减少谐波电流的产生。

与传统的桥式PFC变换器相比，无桥PFC变换器有更好的效率和功率因数改善能力，因此在电力电子转换器中得到了广泛应用。

其次，本文将介绍基于DSP的双向开关型无桥PFC变换器的控制方法和算法。

DSP（Digital Signal Processor）是一种专门用于数字信号处理的高性能微处理器。

通过使用DSP，可以实现对无桥PFC变换器的精确控制和调节，提高变换器的性能和稳定性。

双向开关型无桥PFC变换器具有正向和反向工作模式，可以实现双向能量流动，适用于电能质量改善等应用。

然后，本文将介绍双向开关型无桥PFC变换器的拓扑结构和电路设计。

双向开关型无桥PFC变换器由两个开关器件和两个电感器组成，其中一个电感器用于正向功率传输，另一个电感器用于反向功率传输。

通过合理设计电路参数和选择合适的开关器件，可以实现高效的功率转换和稳定的运行。

最后，本文将介绍基于DSP的双向开关型无桥PFC变换器的实验结果和性能评估。

通过实验测量，可以评估变换器的功率因数改善程度、输出电压稳定性和效率等指标。

同时，还可以通过与传统无桥PFC变换器的对比实验，验证基于DSP的双向开关型无桥PFC变换器的优势和性能。

综上所述，基于DSP的双向开关型无桥PFC变换器是一种具有较高功率因数改善能力和效率的电力电子转换器。

通过对其工作原理、控制方法和电路设计的研究，可以实现对变换器性能的优化和提升。

无桥部分有源PFC的理论分析与实验研究杨喜军1，王晗1，杨兴华1，郜登科1，雷淮刚2，管洪飞21)上海交通大学电气工程系，上海2002402)上海大学自动化系，上海2000721) Email：yangxijun@ 2) Email：huaigang.lei@摘要为了节能降耗、抑制谐波电流和提高传动效果，交直交变频空调日益得到了广泛的应用。

变频空调的前级AC/DC功率电路一般采用完全有源功率因数校正（PFC）方案，能够带来非常好的校正效果。

但是由于传统BOOST完全有源PFC方案得到的直流电压较高，使得功率器件的开关应力较大，系统效率较低，不利于大功率应用。

鉴于此提出了一种结合有源PFC技术和无源PFC技术、并采用双端脉冲控制策略的Buck型的混合有源PFC方案。

上述部分有源PFC方案是通过单片机ST7MC1K2编程实现，功率电路采用Fairchild的无桥PFC（BLPFC）功率模块FPAB50PH60，具有过载与过流保护功能。

结果可以使得各种负载下交流输入侧的各次谐波电流均满足IEC61000-3-2标准，中等负载下输入功率因数高达0.99，比同等输出功率的情况下完全PFC供电的变频空调系统效率高出2~3％，高达98%，轻载下输出直流平均电压接近电网电压幅值，重载下输出直流平均电压不低于电网电压幅值40V，能够提高后级逆变器的调制度，有利于降低馈入电动机的谐波电压含量，电动机的恒转矩范围仍然比无源PFC时较宽。

关键词单相PFC，有源PFC，无源PFC，混合PFC，无桥PFC，部分PFCTheoretic Analysis and Experimental Study of a Novel Bridgeless Partial APFCYANG Xi-jun1，WANG Han1，YANG Xing-hua1，GAO Deng-ke1，LEI Huai-gang2，GUAN Hong-fei21)Dept. of Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240;2)Dept. of Automation, Shanghai University, Shanghai 200072Abstract: A novel synthesized active PFC scheme is presented here, by integrating active PFC and passive PFC technologies. The principle of the partial PFC is analyzed theoretically and implemented. The ST7MC1K2 is used as the only MCU, and the power circuit consists of bridgeless PFC (BLPFC) power module FPAB50PH60. As a result, the harmonic current components of gained input current are consistent with IEC61000-3-2, and the input power factor is high up to 0.99 under medium and higher power outputs. The efficiency is higher than that of traditional complete PFC by 2-3%, up to 98%.Key words: Single-phase PFC, Active PFC, Passive PFC, Synthetic PFC, Bridgeless PFC (BLPFC), Partial Active PFC1. 引言在变频家用电器行业，交直交变频器的应用越来越广泛，越来越深入。

基于单周期控制的一种双向开关型无桥PFC研究随着电力质量的重要性日益凸显，无源功率因数校正（PFC）技术在电源电子中得到了广泛的应用。

无桥PFC电路作为一种常见的PFC方案，具有输入电流波形相对光滑、功率因数高等优点。

然而，传统的无桥PFC电路中存在一些问题，如开关器件的损耗较大、控制复杂等。

为了解决这些问题，基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路得到了广泛关注与研究。

基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路以其简单可靠的特点，成为了无桥PFC电路中一个重要的研究方向。

在传统的无桥PFC电路中，需要两个MOSFET开关器件，因此需要两个开关器件的驱动电路，导致了控制电路的复杂度相对较高。

而基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路则使用了一个双向开关作为开关器件，从而减少了控制电路的复杂度。

这种基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路的工作原理如下：首先，输入交流电压经过桥式整流电路得到直流电压；然后，通过双向开关，将直流电压分别输入到两个电容上；在充电和放电的过程中，双向开关通过变换工作状态来实现功率因数校正，从而实现了输入电流和输出电流的基本匹配。

在这种基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路中，控制的关键是通过改变双向开关的工作状态来实现功率因数校正。

通过采用单周期控制策略，可以使输入电流和输出电流保持一定的相位差，从而实现无源功率因数校正。

在一个周期内，通过对双向开关的控制信号进行调整，可以实现输入电流与输入电压的匹配。

与传统的无桥PFC电路相比，基于单周期控制的双向开关型无桥PFC 电路具有以下优点：首先，使用了双向开关作为唯一的开关器件，大大简化了控制电路的复杂度；其次，由于控制信号的精确控制，可以实现更高的功率因数；此外，由于双向开关的工作状态切换，开关器件的损耗也可以得到有效控制。

总的来说，基于单周期控制的双向开关型无桥PFC电路已经成为了无源功率因数校正技术中的重要研究方向。

通过对双向开关的工作状态进行调整，可以实现输入电流和输出电流的基本匹配，从而实现无源功率因数校正。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820079724.3(22)申请日 2018.01.18(73)专利权人 福州大学地址 350108 福建省福州市闽侯县福州地区大学城学园路2号专利权人 厦门科华恒盛股份有限公司(72)发明人 林琼斌　洪乙铭　蔡逢煌　苏先进　王武　柴琴琴　(74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限公司 35100代理人 蔡学俊(51)Int.Cl.H02M 1/42(2007.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路(57)摘要本实用新型涉及一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路。

交流电流源AC的正极经电感L1与开关管S1的漏极、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极，交流电流源AC的负极接GND，并与开关管S2的漏极、电容C1、C2的一端、电阻R1、R2的一端连接，开关管S1的源极与开关管S2的源极连接，开关管S3的源极与二极管D1的阴极、电容C1的另一端连接，开关管S3的漏极与电阻R1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端经电阻R4连接至GND，开关管S4的源极与电阻R2的另一端连接，开关管S4的漏极与二极管D2的阴极、电容C2的另一端连接，控制芯片的控制端与开关管S1、S2、S3、S4的栅极连接。

本实用新型电路结构简单，易于实现。

权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 207819758 U 2018.09.04C N 207819758U1.一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路，其特征在于：包括交流电流源AC，开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2、R3、R4，电感L1，控制芯片；交流电流源AC的正极经电感L1与开关管S1的漏极、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极，交流电流源AC的负极接GND，并与开关管S2的漏极、电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，开关管S1的源极与开关管S2的源极连接，开关管S3的源极与二极管D1的阴极、电容C1的另一端连接，开关管S3的漏极与电阻R1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端经电阻R4连接至GND，开关管S4的源极与电阻R2的另一端连接，开关管S4的漏极与二极管D2的阴极、电容C2的另一端连接，所述控制芯片的第一AD采集端与交流电流源AC的正极连接，控制芯片的第二AD采集端与电阻R3和R4的连接点连接，控制芯片的第一控制端与开关管S1的栅极、开关管S2的栅极连接，控制芯片的第二控制端与开关管S3的栅极、开关管S4的栅极连接。

基于DSP控制的PFC变换器的新颖采样算法摘要为控制的功率因数校正变换器提出了一种新颖的采样算法，它能够很好地消除电路中高频开关动作产生的振荡对数字采样的影响。

尤其是当开关频率高于30时，所提出的新颖采样算法能够更好地提高开关抗噪声性能。

最后将此算法运用到一台2的变换器中，实验结果证明了该算法对于分析、设计和调试所有含开关的数字采样电路均有实用参考价值。

关键词数字信号处理；功率因数校正；采样算法引言数字信号处理器已经被广泛应用于通信，智能控制，运动控制等许多领域中。

由于具有处理速度快、灵活、精确、可靠等特点，已逐渐取代了传统的模拟控制，例如开关电源中的变换器，变换器，以及高频脉宽调制逆变器等[1][2]。

而在这些应用中，为了消除高频噪声的影响，也同时为了增加功率密度，通常要求开关频率保持在20以上。

如不考虑采样保持时间和模数转换，一般的芯片都能够在此频率以上工作。

但这些应用场合又必须对模拟电压和电流进行采样，才能保证反馈控制的有效性。

本文在传统变换器控制电路的基础上，提出了一种采用作为的控制电路的方法，并详细分析了在平均电流模式控制下传统的单周期单采样的方法，最后提出了能够大大改善开关抗噪声性能的新颖采样算法。

图11基于的控制策略原理图1所示为变换器的系统框图和控制。

为了获得高功率因数，采用了升压拓扑结构。

乘法器是图中的关键部件，其输入信号为电压环路中电压补偿器1的输出电压信号和整流电压>||信号，其输出作为控制开关管的基准，与反映电感电流的信号进行比较，从而控制开关管的通断时间。

因此，变换器必须同时对输入电流，输入电压和输出电压采样。

为了实现变换器的数字控制，要求转移函数为离散表达式。

为方便起见，这里首先采用拉普拉斯变换。

根据图1，电压补偿器1的连续转移函数可表示为1=－－－=1＋21式中1=；2=1。

第1期2011年1月电源学报Journal of Power SupplyNo.1Jan.2011基于单周期控制的一种双向开关型无桥PFC研究黄超，林维明（福州大学电气工程与自动化学院,福州350108）摘要：传统的升压型有源功率因数校正（APFC）电路的导通器件多,通态损耗较大，在功率较大和低压输入时的应用场合，其通态损耗影响整机效率的提升。

无整流桥的PFC电路成为当今研究热点。

文章分析比较了现有无桥PFC电路，并采用一种新型的无桥升压型APFC电路，其导通器件少，电压应力低，开关损耗小，在中大功率场合可得更高效率。

文中介绍了单周期控制的基本原理，并以IR1150S为控制芯片，设计了双向开关型无桥升压PFC电路，300W的试验样机证实了该电路的优越性。

关键词：功率因数校正；单周期控制；无桥升压电路中图分类号：TM461文献标志码：A文章编号：CN12-1420（2011）01-0061-051引言现代电力电子技术中，功率因数校正已成为一个重要的研究方向。

功率因数校正的目的就是纠正电网输入电流波形，减少输入电流畸变对电网的谐波污染从而提高开关电源性能并改善电网质量。

传统的单相有源功率因数校正电路以硅整流桥作为前级，导通器件比较多，系统损耗始终包括两个整流二极管带来的通态损耗；在大功率和低压输入应用场合，整流桥的通态损耗影响整机效率的提升[1]。

为了能够进一步改善前级PFC整流器的性能，越来越多研究者开始了无桥PFC电路拓扑的研究，与传统的硅整流桥单相APFC相比，无整流桥电路拓扑在任何时刻都只有两个功率半导体器件构成主回路，导通损耗小，效率高。

尤其在低压大电流场合，无桥电路具有更高效率和更好发展前景。

单周期控制技术是一种不需要乘法器及不需要输入电压检测的新颖功率因数控制方法，具有调制和控制的双重功能。

无论在稳态还是暂态，都能保持受控量的平均值正比于控制参考信号，并且能在一个开关周期内自动消除稳态、瞬态误差。

混合谐振PWM无桥PFC变换器的研究与设计
顾诗雅;马红波
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2022()23
【摘要】有桥Boost PFC变换器拓扑因整流桥的存在而影响了转换效率的提升;图腾柱无桥拓扑在输入电压换向时需改变主控管致使线电流过零处存在较大的尖峰。

为此,研究嵌入谐振模态的混合型无桥PFC拓扑,以消除图腾柱PFC在输入电流过零点的尖峰,实现正负半周的平滑切换。

分析了变换器在连续导电模式(CCM)的工作原理并进行了参数设计,研制出一台300 W基于GaN器件的混合谐振PWM无桥PFC变换器的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

【总页数】5页(P11-15)
【作者】顾诗雅;马红波
【作者单位】西南交通大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM714
【相关文献】
1.无桥Dual-Sepic PFC变换器分析与设计
2.基于SiC MOSFET的无桥Boost PFC变换器研究与设计
3.基于单周期控制的无桥Cuk PFC变换器的设计
4.高功率因数软开关降压无桥PFC变换器设计
5.基于无桥PFC的单相三电平变换器设计
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无桥PFC变换器拓扑合成方案综述随着电力电子技术的快速发展和各行各业中的广泛应用，接入电网的电力电子开关电源设备是向电网注入谐波的主要来源，使得电力系统的谐波问题日益严重。

谐波的抑制已经引起了国内外专家的关注，并且国内外相关组织制定了限制电力系统谐波的相关标准。

欧美国家早已制定了电气设备产生谐波的最低标准。

抑制谐波有方法有内因和外因两种方案，内因是从源头上抑制谐波，比如通过改善拓扑电路结构和控制方法等原因进行抑制，外因是系统中已经有谐波了，通过在系统中并联滤波器（无源滤波器或者有源滤波器）来进行抑制。

本文分析的功率因素校正技术就是通过内因的方法来抑制谐波成分，改善电网品质因数。

功率因数校正技术是抑制谐波的内因之一。

已有大量的文献对PFC技术进行了相关研究。

对于全球工作电压范围(85V-265V)的PFC变换器，一般需要选取两级式结构，然而，传统前级PFC变换器在低压输入时效率较低。

无桥PFC变换器方案解决了这一问题，引起国内外专家和学者的广泛关注，然而，在此领域还未有系统性的综述文献。

本文是作者对国内外的相关文献进行了仔细研读，并对PFC技术进行了深入研究，对无桥PFC变换器拓扑的合成方案进行的综述，总结了三大类无桥PFC变换器拓扑的合成方案，比较了三种方案的优缺点，并指出了无桥PFC变换器在实际应用中的瓶颈。

最后，对无桥PFC变换器未来的发展提出了作者的观点。

1 无桥PFC变换器的发展现状在全球输入电压范围内，导致低压输入时PFC变换器的效率较低，为了解决这一问题，无桥PFC成为首选方案。

早在1983年，D. M. Mitchell.提出了Dual-Boost无桥PFC变换器方案，与传统桥式Boost PFC变换器相比，无桥方案利用开关代替桥臂二极管，减小了导通路径开关器件的损耗，从而提高了效率。

直到2002年，意法半导体公司首次将无桥PFC变换器方案应用到实际产品中，文献给出了电路的具体实现。