开关变换器的建模与控制_基于单周期控制的DBPFC变换器设计
摘要：该文具体分析Boost PFC电路在功率因数校正技术中的适用场合和优缺点。对无桥Boost PFC电路和一般Boost PFC电路的特点进行比较分析，控制方案选择单周期控制（One Cycle Control, OCC），通过试验验证方案的高效率。
关键词：功率因数校正；无桥Boost PFC；单周期控制
中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4560-04
Research of Bridgeless Boost PFC Converters based on one Cycle Control
DENG Quan-dao
（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016,China）
Abstract: This paper has a detailed analysis of merits and faults and suitable occasion between the two types of Boost PFC, analyses the per? formance between the traditional PFC boost rectifier and a representative BLPFC boost rectifier. We chooseOne Cycle Control(OCC) technique as the control scheme. The experiment result shows that the scheme has higher efficiency.
Key words：PFC; Bridgeless Boost PFC; One Cycle Control
开关电源因具有较高的效率和功率密度而在电源领域得到广泛应用，传统的AC-DC变换器和开关电源，其输入电路普遍采用了全桥二极管整流，输出端直接接大电容滤波器，虽然不可控整流器电路简单可靠，但它们产生高峰值电流，使输入端电流波形发生畸变，使交流电网一侧的功率因数下降到0.5~0.65，无功损耗过大，而且，其无功分量基本上为高次谐波，畸变的电流将会对电网造成了污染，主要体现在两方面：1）电流流过线路产生的压降会使电网电压发生畸变；2）畸变的电流将会对用电设备产生不良影响[1]
1无桥Boost PFC电路概述
通常，我们选择CCM模式下Boost拓扑作为功率因数校正电路，如图1（a），因其具有结构简单且和较小的EMI滤波器的特点。但此拓扑结构的电路存在局限性，当电路工作在低压大电流的状态时，会产生较高开关和导通损耗，效率不高，为了解决整机效率低，损耗大的问题，很多种新的拓扑被提出，在这些拓扑中，无桥Boost PFC因结构简单、可靠性好而受到广泛的关注。
图5为实测300W DBPFC波形：图5（a）为满载情况下，90V输入时的输入电压和输入电流波形，可以看出其波形质量较好，输入电流与输入电压的吻合度较好；图5（b）为满载情况下，230V输入时的输入电压和输入电流波形，由于在额定输入功率情况下，输入电压高时，电流较小，此时的输入电流波形比90V输入时差。 a）90V输入时输入电压与电流波形b）230V输入时输入电压与电流波形
图5 DBPFC变换器实测输入电压与电流波形
不同输入电压和负载下DBPFC变换器效率与功率因数曲线如图6所示。
1）图6（a）为效率曲线，在相同输出功率下，随着输入电压的增大，变换器的输入电流减小，开关导通损耗减小，变换器的效率有明显提升。由实验数据可以看出，输出满载情况下，输入电压为100V时的效率为92.3%；输入电压为250V时的效率可达到96.9%；
2）图6（b）为功率因数曲线，由前所述变换器的功率因数会随着输入电压的增大而降低。由试验数据可以看出，在输出满载情况下，输入电压为100V时，变换器的PF值为0.997，输入电压为250V时，变换器的PF值降至0.978。
该文分析了传统PFC技术与DBPFC的原理与特点，通过分析可知DBPFC具有高效率；试验验证充分证明了OCC控制DBPFC具有良好的性能和高效率。
[1]丁道宏.电力电子技术[M].北京:航空工业出版社,1995.
[2]李冬.基于Boost变换器的宽输入电压范围功率因数校正技术的研究[D].南京:南京航空航天大学,2006.
[3] Bing Lu,Ron brown,Marco soldano.Bridgeless PFC implementation using one sycle control technique[C].IEEE APEC’05, 2005.