基于高壓輸出應用場合的新型軟開關雙級APFC設計.pdf

1、有源功率因數(shù)校正器（APFC）主要用于解決不控整流過程中大量諧波注入電網的問題。傳統(tǒng)的基于Boost拓撲的PFC變換器在高輸出電壓場合因電壓過零點產生的電流電流畸變等問題成為近年來功率因數(shù)校正器研究的熱點，主要體現(xiàn)在采用相對復雜的控制方案上。另一方面，為了進一步適應于高壓應用場合，通常在功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)后加上DC-DC變換環(huán)節(jié)，進行二次升壓，同時提高輸出電壓的穩(wěn)定性。但是DC-DC變換器受限于實際功率開關管的占空比以及元器件的耐壓等級，

2、輸出高電壓水平有限。
　　本文在傳統(tǒng)單相Boost PFC變換器的基礎上，通過改善變換器拓撲結構，通過增加一個震蕩輔助電路，組合而成名為“Tandem PFC”的變換器，意為串接，表示震蕩輔助電路串接在Boost電路中。該振蕩電路使PFC在一個開關周期內能夠工作在諧振模式和Boost模式下，解決PFC變換器在瞬時電壓過低時導致的電流不連續(xù)的問題，來減小PFC變換器的輸入電流總畸變，提高功率因數(shù)，該方案能夠在保證電流連續(xù)的情況下大幅

3、降低主電路電感的大小，從而減小裝置的體積。輔助電路的另一個功能是通過諧振來實現(xiàn)功率開關管的零電流和零電壓導通與關斷，從而減小功率開關管的開關損耗，提高工作效率并減小散熱器的體積。
　　為了實現(xiàn)隔離輸出，同時進一步增大輸出電壓，本文在功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)之后的二級環(huán)節(jié)中，通過采用串并聯(lián)技術，設計輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的DC-DC模塊化變換器，進行二次升壓，實現(xiàn)輸出電壓的二次擴展。對于模塊化DC-DC變換器，本文采用了環(huán)形通信結構，通過對IPO

4、S系統(tǒng)進行小信號模型分析，在現(xiàn)有的實驗樣機上優(yōu)化了IPOS直流變換器的控制系統(tǒng)，在保證輸出電壓控制帶寬的同時，降低了通信成本。
　　本文先通過理論分析新型APFC的前級Tandem電路的工作原理，然后設計后級模塊化DC-DC輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)（后簡稱IPOS級）的通信控制結構，并且詳細分析了環(huán)形通信延時對輸出電壓控制帶寬的影響。同時設計APFC級和IPOS級拓撲的應用規(guī)格和相關電氣參數(shù)，通過MATLAB/SIMULINK進行理論仿真