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基于SEPIC變換器的功率因數校正電路的參數設計與分析
作者：
時(shí)間：2012-03-11
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1． 引言
由于電力電子裝置的應用日益廣泛，使得諧波污染問(wèn)題引起人們越來(lái)越多的關(guān)注。電力電子技術(shù)的進(jìn)步，使得功率因數校正問(wèn)題的研究也越來(lái)越深入。傳統的功率因數校正電路由BOOST電路構成。這種電路控制復雜，輸出電壓比輸入高，難以實(shí)現輸入輸出的電氣隔離。而由反激電路構成的功率因數校正電路必須工作在電感電流斷續的狀態(tài)，往往需要大體積的EMI濾波。SEPIC 電路用于PFC有著(zhù)其天然優(yōu)勢。由于其前級類(lèi)似于BOOST 從而可以保證輸入電流的連續，減小輸入EMI的設計；而其輸出又類(lèi)似于反激，易于實(shí)現電氣隔離。近來(lái)，SEPIC-PFC電路正受到越來(lái)越多的關(guān)注。[1] [2][3][4]
單獨的SEPIC電路只需工作在電流斷續狀態(tài)就能自然實(shí)現PFC，這里的斷續是指二極管上的電流斷續，而輸入升壓電感上的電流是連續的。在開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)下其理論功率因數是為1的，因此無(wú)需專(zhuān)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。假設開(kāi)關(guān)頻率比母線(xiàn)頻率大的多，由“準穩態(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(kāi)關(guān)周期內，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(kāi)通，電路模態(tài)如圖2a?！ 〖俣娐饭ぷ髟诙O管電流斷續，L1電流連續的狀態(tài)。V開(kāi)通前有：
Ton結束時(shí)，如圖2d，應有：
其中D為占空比，，Ts為開(kāi)關(guān)周期，分別為V開(kāi)通前L1,L2上的電流及此模態(tài)結束時(shí)L1,L2上的電流。
2.2 工作模態(tài)2：V關(guān)斷,D導通，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結束時(shí)應有：
其中為該模態(tài)持續時(shí)間。
顯然當時(shí)該模態(tài)結束，可以得出該模態(tài)持續時(shí)間： （2）
其中M=Uo/Ui。
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