基于SEPIC變換器的功率因數(shù)校正電路的參數(shù)設(shè)計(jì)與分析

作者：時(shí)間：2012-03-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

1．引言

　　由于電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，使得諧波污染問(wèn)題引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。電力電子技術(shù)的進(jìn)步，使得功率因數(shù)校正問(wèn)題的研究也越來(lái)越深入。傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正電路由BOOST電路構(gòu)成。這種電路控制復(fù)雜，輸出電壓比輸入高，難以實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電氣隔離。而由反激電路構(gòu)成的功率因數(shù)校正電路必須工作在電感電流斷續(xù)的狀態(tài)，往往需要大體積的EMI濾波。SEPIC 電路用于PFC有著其天然優(yōu)勢(shì)。由于其前級(jí)類似于BOOST 從而可以保證輸入電流的連續(xù)，減小輸入EMI的設(shè)計(jì)；而其輸出又類似于反激，易于實(shí)現(xiàn)電氣隔離。近來(lái)，SEPIC-PFC電路正受到越來(lái)越多的關(guān)注。[1] [2][3][4]
　　單獨(dú)的SEPIC電路只需工作在電流斷續(xù)狀態(tài)就能自然實(shí)現(xiàn)PFC，這里的斷續(xù)是指二極管上的電流斷續(xù)，而輸入升壓電感上的電流是連續(xù)的。在開環(huán)工作狀態(tài)下其理論功率因數(shù)是為1的，因此無(wú)需專用控制芯片[2]。

2． SEPIC-PFC電路的工作原理　

　　SEPIC-PFC電路原理如圖1，輸入交流電壓ui=UiSin

。假設(shè)開關(guān)頻率比母線頻率大的多，由“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)”的分析方法及SEPIC電路的工作原理[6]可以知道：電容Cc上的電壓Ucc=Ui|sin(

)|。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電路工作可以分為三個(gè)模態(tài)[2]。

圖1　SEPIC-PFC電路

a 電路模態(tài)1等效電路

b 電路模態(tài)2等效電路

c 電路模態(tài)3等效電路　　　　d L1,L2,D電流示意圖
圖2

2.1 工作模態(tài)1：V開通，電路模態(tài)如圖2a?！　〖俣娐饭ぷ髟诙O管電流斷續(xù)，L1電流連續(xù)的狀態(tài)。V開通前有：

　　Ton結(jié)束時(shí)，如圖2d，應(yīng)有：

　　其中D為占空比，

，Ts為開關(guān)周期，

分別為V開通前L1,L2上的電流及此模態(tài)結(jié)束時(shí)L1,L2上的電流。

2.2 工作模態(tài)2：V關(guān)斷,D導(dǎo)通，電路模態(tài)如圖 2b。
　　此時(shí)L1,L2同時(shí)向副邊傳輸能量，Cc充電，V關(guān)斷瞬間，二極管上電流最大值為：

　（1）
　　其中n為變壓器副邊與原邊匝數(shù)之比，

?！　　　　　　　　　　　?br style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; ">　　模態(tài)2結(jié)束時(shí)應(yīng)有：