科技创新研究国际杂志
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| Yogesh Dagur一号博士穆克什库马尔古普塔2 |
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单级AC-DC转换器使用电因子校正论文建议单级电源因子校正法、单级电源因子校正法、电路配置和单级AC-DC转换器结果
关键字 |
| 电源因子,AC-DC转换器,Buck转换器,电源因子校正 |
导 言 |
| AC-DC高频变压器最常用交换式电源(SMPS)、电池充电、不间断电源(UPS)、电子压载器和感应加热器SMPS工作像DC直升机快速操作开关,AC波频上升很容易由大小小和重量小L和C滤波电路滤波因此可以推断,小物理尺寸和权值的要求已导致SMPS的广泛使用切除频率限制为40khzMOSFETs电力切换频率约200kHz,结果滤波电路和变压器下降大可节省大量费用高频变压器使用发酵核心sMPS总尺寸取决于操作频率电晶体管使用限约40-50khz超出操作频率上方,MOSFET用电量超过200kHz论文建议单级AC-DC转换器保持离统一近通过实施两个阶段,我们生产可编程电源以克服电流调和问题,AC主电压失真、功率因子下降、峰值高和第一阶段需要大容量dc电容滤波AC-DC转换器主要用于提高电量质量和减少组件数并提高效率abow-bost型统一功率校正器提议校正器优于传统bull-bost类型的主要长处是它能对大电压转换范围执行输入力因子校正单开关快速规范输出电压实现时开关零流开关此外,开关电压压力独立于转换器负载变换开始转换器归为飞回机 Cuk SEPIC和ZETA转换器类型转换器受不同控制法控制,如DSP微控制器和高效率bug、推推推和高频变压器隔离视消费者端电压水平需求而定,ac主电压连接dc电量以通过单级ac-dc转换器向各种负载进料,分类成bug、cuce、bug-bost转换器提高ac主线和dc负载的电量质量高频变压器隔离使用单或多转换器实现这些转换器,如bug、推推推和buck-bot表理开发a-dc转换器的主要原因之一是高频可用性像MOSFET这样的交换机,MOSFET拥有高切换能力,损耗微值 |
二.ower程序整理技术 |
| 前些年单级开关ac/DC电转换器越来越多地用于商业、工业、航空航天、住宅和军事环境,原因是高体积、高效度和权重的长处。电转换器从实用线抽取脉冲输入量,这不仅会减少转换器输入力因子,而且会注入大量调和流到实用线[1]为提高电力质量,提出了各种PFC计划调和规范如IEC10003-2提高电量质量通过引入调和规范,电源制造厂商现在必须严格遵循这些规范,以纠正信号干扰问题[2]各种权因子校正方法可归为:(1)被动权因子校正技巧(2)主动权因子校正技巧 |
| 被动功率因子校正技术中,LC滤波插入AC主线和ac/DC转换器二极管整形输入端头图1显示技术粗糙简单,但重大大,电因子高不可高[1]因此,它现在不适用于当前调和规范趋势基本应用权值小于25W高功率评分大到主动电因子校正技术方法中,交换模式电源技术用输入电压生成时流因此,权因子可达至一致性图2显示基本主动电源校正技术电路图[2]通过引入规范IEC10003-2活动因子校正技术使用主动电因子校正技术有不同的方位基本技术功率因子校正槽用于跟踪输入电压阶段的输入电流,使输入电因子实现一致性与主动PFC技术比较,被动PFC技术有多种长处,如减少调和性、高功率因子、小尺寸和轻量化相对复杂高成本是这一方法的主要缺陷 |
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| PFC有效技术可分类为:(1)PWM电源因子校正技术(2)共振因子校正技术(3)软交换因子校正技术 |
| PWM电源因子校正方法,电源交换设备按脉冲调整模式操作基本技术交换频率主动电开关不变,但开关开关模式可变长处是易分析控制 简单配置 电流压力 电压最小因此它广泛用于PFC电路最小化转换器大小PWM技术产生重大交换损耗PWM技术的不同型态如下:(1)Buck类型 |
| 飞背型(3) Boost型(4)Cuk类型 |
| 图3显示牛型表理学牛型地形学的优势是转换器能提供低输出电压输入电压缺陷是,当前显著失真,EMI高 因输入不中断电流,过滤器设计代价昂贵公发机基础转换器,不用于电因子校正[1]图4显示回飞类型表理长处是输出电压比输入电压低或高,i/p和o/p可隔离缺陷是高交换设备电压和当前评分,输入流不连续性,要求仔细设计输入滤波,难编程输入流当前模式控件[1] |
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| 推力类型表图5显示偏向于当前模式控制易易少EMI,从而减少输入滤波需求主要的缺陷更多,不隔离,传导损耗和输出电压总比输入电压高[1]Cuk++图6显示其长处是输入电流持续运行,即使转换器不中断传导模式操作,输出电压也可以比瞬时输入电压低或高缺陷是电机电压提高和电流压力提高,电容和额外感应器需求不提供 |
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| 共振转换器中电压跨开关或电流通开关受电容和感应器共振生成开关损耗大增高功率因子通过反响转换器自然增益特征实现主要的缺陷是电压高和电源开关当前压力与PWM模式和可变开关频率使用相关图7显示PFC电路中插入共振转换器共振转换器可以是数组共振转换器或充电泵共振网络[3]优势在于当前共振组件压力和电压压力以及电源开关比前共振转换器低[1] |
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| 软开关PFC技术结合PWM模式和共振模式技术的长处和由共振电容器、共振感应器和辅助开关组成的附加共振网络AC/DC转换器使用PWM模式切换周期大部分部分,但在开关转接和转接时以共振模式操作PFC电路开关按零电或电压条件开关并按恒定交换频率工作效率系数和功率系数都通过这一技术提高图8显示增压PFC电路软交换网[1] |
三.单级主动拥有器整理 |
| 常规离线电转换器二极管电容校正前端扭曲输入波状高调无法满足IEC1000-3-2文档定义的欧流调和规范或相应的日语输入调和流规范为满足上述规范的要求,习惯上在切换电源隔离dc/dc转换器段前添加电因子校正器输出电压规范需要另外dc/dc转换器单相主动因子校正需要2个转换器,以适应高输入因子和紧输出调节需求单级主动因子修正有两种方法:(1)双级方法(2)单级方法 |
| 二级方法常用高功率应用法[4]PFC双级转换器块图见图9这种方法分两个独立权级前端PFC阶段通常是推推器或buck-bost转换器dc/dc输出级为单输出级,使用至少一个开关实施,由独立的PWM控制器控制以严格调控输出电压二级方法高功率应用法低功率应用会降低成本效益,因为PFC电站控制电路增加单级机制将PFC电路和dc/dc电源转换电路合并成一级近些年来报告了若干单级电路图10显示单级方法块图与分两阶段处理法相比,单向处理法只使用一开关和控制器来构造输入流并规范输出电压单级PFC转换器减慢输入流调和不如二级方法好但它满足IEC10003-2规范成本效率高,双级方法集约 [4] |
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| 四种可能的组合获取单级单切转换器 [5]:(1)不连续行为模式PFC+连续行为模式DC/DC(2)不连续行为模式PFC+连续行为模式DC/DC(3)持续行为模式DFC+连续行为模式 |
四.Power程序登录 |
| 功率因子定义为电压和电流间角余弦电路推理时,电流延后电压和电源因子指延后电流引电量和电因数据说引导 |
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| 线性系统:1)线性电流和电压功率因子仅取决于电压和电流相差非线性系统:在非线性系统如电源电子系统中,由于主动电源交换的非线性行为,相角表示单不有效非线性负载从线上提取典型曲解线流等离子电压非等离子流PF可表示为: |
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V级退步者 |
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| 泛控整流器直接连接到DC平滑电容微博13显示输入电压和流波 |
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| 2受控校正器:受控校正器用于可变速度DC驱动器微博14显示单相完全控制整流器电路图 |
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| 受控整流器通常连接到DC侧的平滑感应器因此受控整流输出可被视为常量图15显示输入电压和流波 |
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六.需要增强权力机构 |
| 常规AC校正程序效率极低,结果波形变形取自主流电流产生大波段调频信号,可能干扰其他设备高功率水平(200至500瓦特和更高功率水平)对其他电子设备的严重干扰可能很明显,因为这些口令送入功用线电工线路布线、安装和配电变压器必须全部设计以抵挡峰值,结果提高电商公司电费常规AC校正有以下主要缺陷: |
| 1)它制造调和和电磁干扰2) 弱功因子3) 产生高损耗4)它需要多分部件5) 从线上下降最大功率 |
| a.主动PFC方法:主动方法是纠正电子用品电源因子的最有效方式在此,我们将不同的主动PFC转换器置入桥梁整流器和负载转换器试图保持恒定DC输出总线电压并画流长处 : |
| 主动波构造输入电流2过滤高频切换3回馈电流控制4回馈控制输出电压 |
| i)巴克转换器:一牛转换器PFC电路下移输入电压显示Fig16 由于转换器只有在瞬时输入电压比输出电压Vo高时才能操作,所以在t1和t2段期间AC输入没有流流这使行电流信封在输入电压零交叉点附近发生失真况且,即使感应电流持续化,转换器输入切换电流与高频开关一样不连续化。 |
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| 二)启动转换器:驱动推转器的密钥原理是输入器阻抗电流变化的倾向充电时充载并吸收能量(或似电阻器)。卸载时它作用为能量源(或似电池类)。ubg 17显示布斯特转换器电路排泄阶段产生的电压与电流变化率相关,与原电压无关,允许不同的输入电压和输出电压 |
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| 开发单级a计划生产可编程电源 那些输出电压可按用户需求变化使用简单低价8位微控制器可以实现所有这一切作者还准备提供液晶显示显示参数PWM比按照拟议工程开发上方电源并开发0-50伏DC220伏AC15wt负载变量电压(15瓦tblude) |
八.果实 |
| 输出结果显示波形向上转换器PWM频率,当电流零过和电压零过时微控制器晶频波表 输出为0% 5% 95% 100% |
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| 计划生产可编程电源 那些输出电压可按用户需求变化所有这一切都使用简单低价8位微控制器实现此处还提供液晶显示器可以看到,我们显示PWM比率各种参数,如上图所示按照拟议工作开发上述电源并开发0-50伏DC220伏AC15wt负载变量电压(15瓦tblude)实现,使用高频隔离变压器操作由微控件驱动的bog-bost模式生成PWM信号在上述搭建系数比0.90-0.95实现,从上图可见 |
九.结论 |
| 预定工作已经完成输出电压可按用户需求变化我们看到结果已经实现功率比 0.90-0.95实现 |
引用 |
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