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一种高效率的同步整流高降压比ICPT系统研究与设计
1
作者 史宏思 马红波 +3 位作者 曾裕淞 候博斌 罗俊杰 童果 《电工技术》 2025年第7期57-61,共5页
相较于传统高压IPCT系统,高压输入、低压输出大功率IPCT系统最大的不同是高的输入输出转换比和高的二次侧导通损耗。为此,针对高降压比及大电流输出致使ICPT系统转换效率低的问题,提出了基于LCC-S补偿和同步整流的解决方案。为验证解决... 相较于传统高压IPCT系统,高压输入、低压输出大功率IPCT系统最大的不同是高的输入输出转换比和高的二次侧导通损耗。为此,针对高降压比及大电流输出致使ICPT系统转换效率低的问题,提出了基于LCC-S补偿和同步整流的解决方案。为验证解决方案的有效性,实验室研制了一款400 V输入、28 V/40 A输出、传能间距50 mm、线圈尺寸200 mm×200 mm的ICPT原理样机。实验结果表明,样机不但实现了28 V的恒压输出和ZPA,而且峰值效率和满载效率分别高达96.48%和93.58%,证明了研究和设计的正确性和先进性。 展开更多
关键词 恒压输出 ICPT 高降压比 同步整流
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基于超级电容的城市轨道交通车辆再生制动能量吸收系统 被引量：71
2
作者 许爱国 谢少军 +3 位作者 姚远 刘小宝 肖华锋 冯晶晶 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期117-123,共7页
研究采用基于超级电容器的储能器来吸收城市轨道交通车辆的再生制动能量,并在适当的时候把能量回馈直流供电电网,以减少能源浪费,达到能量的高效利用。本文提出了模块化结构的储能器功率变换方案,采用多个模块串联以适应不同供电制式牵... 研究采用基于超级电容器的储能器来吸收城市轨道交通车辆的再生制动能量,并在适当的时候把能量回馈直流供电电网,以减少能源浪费,达到能量的高效利用。本文提出了模块化结构的储能器功率变换方案,采用多个模块串联以适应不同供电制式牵引电网的应用场合;采用多通道电路拓扑降低了变换器功率管的电流应力;提出一种双闭环控制策略,既实现了能量的双向流动又实现了串联模块的输入端电压的自然均压;提出了一套超级电容器组均压策略以保证超级电容器组高效可靠工作,主要分为组内均压和组间均压两组电路。最后通过小功率实验平台对该再生制动能量吸收系统的关键技术进行了实验验证。 展开更多
关键词 再生制动能量 储能器 双向DC/DC变换器 超级电容器 自动均压
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电力电子电路与系统中的复杂行为研究综述 被引量：48
3
作者 马西奎 李明 +2 位作者 戴栋 张浩 邹建龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1-11,共11页
电力电子电路与系统中的复杂行为已经成为近年来电力电子学研究中的一个重要分支,受到了广泛的关注。本文比较系统地介绍了电力电子电路与系统中复杂行为的研究进展,包括这类电路系统的非线性动力学模型的建模方法、分岔产生的机制和通... 电力电子电路与系统中的复杂行为已经成为近年来电力电子学研究中的一个重要分支,受到了广泛的关注。本文比较系统地介绍了电力电子电路与系统中复杂行为的研究进展,包括这类电路系统的非线性动力学模型的建模方法、分岔产生的机制和通向混沌的道路;讨论了分岔与混沌研究、进行分岔与混沌控制在电力电子电路与系统设计中的实用性和关键性问题;最后,对若干需要研究的问题进行了展望。 展开更多
关键词 电力电子电路 复杂行为 分岔 混沌控制
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基于新型相位幅值控制的三相PWM整流器双向工作状态分析 被引量：32
4
作者 张纯江 郭忠南 +1 位作者 王芹 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期167-171,共5页
介绍了一种三相PWM双向变流器的新型间接电流控制系统。采用变流器前端电压与交流电源电压的滞后角度(?) 作为输入变量的新型相位幅值控制方法,并在闭环系统中将 PI调节器输出作为滞后角(?)。重点分析了单位功率因数下 PWM变流器整流和... 介绍了一种三相PWM双向变流器的新型间接电流控制系统。采用变流器前端电压与交流电源电压的滞后角度(?) 作为输入变量的新型相位幅值控制方法,并在闭环系统中将 PI调节器输出作为滞后角(?)。重点分析了单位功率因数下 PWM变流器整流和逆变双向工作原理、调制比mr和滞后角(?)的关系并给出了关系曲线。分析了保证系统稳定工作参量(?)变化范围和约束条件和负载扰动时系统调节过程,得出了系统稳定工作条件。新型相位幅值控制简单且容易实现, 通过仿真和实验验证了该系统可双向工作且能实现单位功率因数。 展开更多
关键词 PWM变流器 相位幅值控制 功率因数 滞后角
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峰值电流控制二次型Boost变换器 被引量：32
5
作者 杨平 许建平 +1 位作者 张士宇 王金平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期101-107,共7页
二次型Boost变换器因其具有宽输入电压范围特性而得到广泛关注。与传统Boost变换器相比,二次型Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性。本文提出将二次型Boost变换器输入电感电流和输出电容电压作为反馈信号的峰值电流控制策... 二次型Boost变换器因其具有宽输入电压范围特性而得到广泛关注。与传统Boost变换器相比,二次型Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性。本文提出将二次型Boost变换器输入电感电流和输出电容电压作为反馈信号的峰值电流控制策略,简化了控制环路设计。实验结果验证了峰值电流控制二次型Boost变换器具有瞬态特性好、输出电压纹波小等优点。 展开更多
关键词 二次型Boost变换器 峰值电流控制 宽输入电压范围 斜坡补偿
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双输入直流变换器的建模与闭环系统设计 被引量：17
6
作者 李艳 阮新波 +1 位作者 杨东升 刘福鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期90-99,共10页
在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计... 在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能指标达到要求。最后通过一个400W的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他的双输入直流变换器构成的新能源联合供电系统中。 展开更多
关键词 多输入 直流变换器 联合供电系统 建模
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双馈感应风力发电机网侧变换器低电压穿越控制策略 被引量：10
7
作者 蔚兰 陈国呈 +2 位作者 曹大鹏 吴国祥 陈宇晨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期37-43,共7页
电网故障时风力发电机的各种运行状态对电网稳定性的影响,特别是双馈发电机的低电压穿越问题已成为研究热点。本文根据电网故障发生及排除时,双馈感应风力发电机双PWM励磁控制器中网侧变换器的响应特性,提出一种网侧变换器低电压穿越的... 电网故障时风力发电机的各种运行状态对电网稳定性的影响,特别是双馈发电机的低电压穿越问题已成为研究热点。本文根据电网故障发生及排除时,双馈感应风力发电机双PWM励磁控制器中网侧变换器的响应特性,提出一种网侧变换器低电压穿越的控制策略。该方法在电网故障发生及排除时,通过改变调制电压信号,抑制交流输入电流大幅度改变,达到稳定直流母线电压的目的。实验结果证明本文提出的方法能快速调节直流母线电压,使之趋于平稳,并且在电网故障时,使转子电能快速通过网侧变换器输送到电网。 展开更多
关键词 双馈感应风力发电机 网侧变换器 低电压穿越 直流母线电压
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基于PID和重复控制的UPS逆变器的研究 被引量：19
8
作者 张震 柴文野 +1 位作者 潘登 任冲 《电测与仪表》 北大核心 2011年第5期89-92,共4页
根据重复控制的无静态误差跟踪性和PID控制的快速响应特性,提出了UPS逆变器输出电压的重复与PID复合控制策略。重复控制可以减小周期性扰动产生的畸变,提高了系统的稳态性能;PID控制可以减小当系统受到较大的扰动时出现的超调和振荡,改... 根据重复控制的无静态误差跟踪性和PID控制的快速响应特性,提出了UPS逆变器输出电压的重复与PID复合控制策略。重复控制可以减小周期性扰动产生的畸变,提高了系统的稳态性能;PID控制可以减小当系统受到较大的扰动时出现的超调和振荡,改善了系统的动态性能。实验结果表明,这种复合控制使系统得到了良好的动态和稳态特性,提高了逆变器的输出电压质量。 展开更多
关键词 UPS逆变器 PID控制 重复控制 仿真
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无缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑 被引量：16
9
作者 李艳 阮新波 +1 位作者 杨东升 刘福鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期73-79,共7页
在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器MIC代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元的两类,文中讨论了无缓冲单元的MIC电路拓扑的生成方法... 在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器MIC代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元的两类,文中讨论了无缓冲单元的MIC电路拓扑的生成方法。首先给出构成无缓冲单元的MIC电路拓扑的基本单元,提出生成MIC时基本单元之间的组合级联规则,由此推导出一系列无缓冲单元的MIC电路拓扑。 展开更多
关键词 多输入 直流变换器 新能源联合供电系统
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DC/DC开关变换器的无源控制方法 被引量：37
10
作者 吴磊涛 杨兆华 胥布工 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期66-69,共4页
在一般动力学系统无源控制的基础上,以Buck变换器为例,建立了DC/DC开关变换器的Euler-Lagrange平均模型,推导出其无源控制策略,将无源控制方案成功应用到DC/DC开关变换器中,仿真结果表明,无源控制方案的变换器闭环系统对输入电源、负载... 在一般动力学系统无源控制的基础上,以Buck变换器为例,建立了DC/DC开关变换器的Euler-Lagrange平均模型,推导出其无源控制策略,将无源控制方案成功应用到DC/DC开关变换器中,仿真结果表明,无源控制方案的变换器闭环系统对输入电源、负载扰动的瞬态响应特性均较为理想。 展开更多
关键词 开关变换器 无源控制 Euler-Lagrange系统
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带缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑 被引量：15
11
作者 李艳 阮新波 +1 位作者 杨东升 刘福鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期62-68,共7页
在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器(MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构、降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元两类。带缓冲单元的MIC是由脉冲电源单元、缓冲单元... 在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器(MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构、降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元两类。带缓冲单元的MIC是由脉冲电源单元、缓冲单元和输出滤波器构成。文中详细介绍带缓冲单元MIC电路拓扑的生成方法,首先介绍缓冲单元的概念以及具体电路结构;给出脉冲电源单元与缓冲单元的级联规则;最后,推导出一系列带缓冲单元的MIC电路拓扑。 展开更多
关键词 多输入 直流变换器 新能源供电系统
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对称控制全桥谐振PWM软开关变换器 被引量：10
12
作者 曹太强 甘雪 +2 位作者 周川 郭筱瑛 夏昱成 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第18期92-99,共8页
针对传统对称控制全桥变换器不能实现软开关而导致变换器效率较低的现状,提出了对称控制全桥谐振PWM(FB-RPWM)变换器,详细分析了FB-RPWM变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:FB-RPWM变换器虽然采用对称控制,却仍在全负载范围内... 针对传统对称控制全桥变换器不能实现软开关而导致变换器效率较低的现状,提出了对称控制全桥谐振PWM(FB-RPWM)变换器,详细分析了FB-RPWM变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:FB-RPWM变换器虽然采用对称控制,却仍在全负载范围内实现了所有桥臂开关管的零电压开通(ZVS)和输出二极管的零电流关断(ZCS),且其输入输出电压传输比与负载、开关频率和占空比无关,呈现出直-直变压器(DCX)的工作特性。与移相全桥(PSFB)变换器相比,FB-RPWM变换器减小了两个开关管的关断电流,且变压器一次侧采用隔直电容,实现了励磁电感电流的零直流偏量,降低了变压器损耗,进一步提高了变换器的效率。最后,搭建了一台400V输入、50V/10A输出的实验装置,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 全桥变换器 谐振PWM技术 DC-DC变压器 移相全桥
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反激PFC变换器输出电压纹波分析 被引量：6
13
作者 阎铁生 许建平 +1 位作者 张斐 周国华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期41-46,共6页
详细分析了断续导电模式(DCM)反激功率因数校正(PFC)变换器和临界连续导电模式(CRM)反激PFC变换器实现功率因数校正的工作原理。通过推导DCM和CRM反激PFC变换器的输入电流的表达式,证明2种变换器都可以实现PFC功能。进一步推导DCM和CRM... 详细分析了断续导电模式(DCM)反激功率因数校正(PFC)变换器和临界连续导电模式(CRM)反激PFC变换器实现功率因数校正的工作原理。通过推导DCM和CRM反激PFC变换器的输入电流的表达式,证明2种变换器都可以实现PFC功能。进一步推导DCM和CRM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值的表达式,揭示了工作模式对PFC变换器的输出电压纹波的影响,发现CRM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值比DCM反激PFC变换器的输出电压纹波峰峰值小。最后通过仿真和实验验证了理论推导的正确性。 展开更多
关键词 输出电压 纹波 断续模式 临界连续模式 功率因数校正 变换器 反激
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低输出电压纹波准单级反激PFC变换器 被引量：5
14
作者 阎铁生 许建平 +2 位作者 高建龙 陈利 沙金 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期22-29,共8页
提出了一种低输出电压纹波准单级反激功率因数校正(PFC)变换器,它由1个双输出反激变换器和1个具有快速动态响应能力的Buck变换器组成,Buck变换器由双输出反激变换器的辅助输出供电,其输出与双输出反激变换器的主输出串联给负载供电。双... 提出了一种低输出电压纹波准单级反激功率因数校正(PFC)变换器,它由1个双输出反激变换器和1个具有快速动态响应能力的Buck变换器组成,Buck变换器由双输出反激变换器的辅助输出供电,其输出与双输出反激变换器的主输出串联给负载供电。双输出反激变换器用于实现PFC功能;Buck变换器补偿双输出反激变换器主输出的2倍工频电压纹波,实现低输出电压纹波和快速动态响应。实验结果表明,在保持同样功率因数值的前提下,准单级反激PFC变换器极大地减小了单级反激PFC变换器的输出电压2倍工频纹波,其动态响应速度远快于单级反激PFC变换器,与两级级联PFC变换器的动态响应速度相近,并获得了高于两级级联PFC变换器的效率。 展开更多
关键词 功率因数校正 准单级 反激 变换器 输出电压纹波
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全桥DC/DC变流器模块阻抗特性研究 被引量：8
15
作者 马瑜 邱苍宇 +1 位作者 张军明 钱照明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期42-46,共5页
模块阻抗特性的研究对于电力电子系统稳定性的判定具有重要的作用。本文详细分析了一种典型的全桥DC/DC变流器模块的输入输出阻抗特性,该模块采用电压模式控制方式,并且主要工作在CCM方式下。文中介绍和分析了系统环路增益对改善模块闭... 模块阻抗特性的研究对于电力电子系统稳定性的判定具有重要的作用。本文详细分析了一种典型的全桥DC/DC变流器模块的输入输出阻抗特性,该模块采用电压模式控制方式,并且主要工作在CCM方式下。文中介绍和分析了系统环路增益对改善模块闭环阻抗特性的作用。实验表明,文中所提出的阻抗分析流程对其他类型电源模块的阻抗特性研究,具有很好的参考价值。 展开更多
关键词 阻抗特性 输入阻抗 输出阻抗 阻抗测量
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单相SPWM逆变器的分岔及混沌现象分析 被引量：41
16
作者 王学梅 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期101-107,共7页
以基本单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器为研究对象,采用迭代法建立一阶离散模型,应用频闪映射图、折叠图和分岔图,详细描述了系统出现的分岔和混沌现象,借助仿真给出了系统的稳定运行参数域,从时域及频域分析了分岔和混沌行为对系统性能... 以基本单相正弦脉宽调制(SPWM)逆变器为研究对象,采用迭代法建立一阶离散模型,应用频闪映射图、折叠图和分岔图,详细描述了系统出现的分岔和混沌现象,借助仿真给出了系统的稳定运行参数域,从时域及频域分析了分岔和混沌行为对系统性能的影响。本文的研究结果将混沌研究从DC/DC变换器推广到DC/AC变换器,为深入研究电力电子变换器的非线性行为打下了基础。 展开更多
关键词 SPWM逆变器 分岔 混沌 离散映射
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断续导通模式Buck变换器跨周期调制离散解析模型 被引量：9
17
作者 牛全民 张波 李肇基 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期32-37,共6页
脉宽调制模式DC/DC变换器非线性分析经常采用离散模型。该文基于跨周期调制工作模式建立断续导通模式Buck变换器的闭环同步开关映射模型。分析输出电压随负载电阻变化的非线性特性,得到跨周期调制工作模式下系统在较宽负载调整范围内能... 脉宽调制模式DC/DC变换器非线性分析经常采用离散模型。该文基于跨周期调制工作模式建立断续导通模式Buck变换器的闭环同步开关映射模型。分析输出电压随负载电阻变化的非线性特性,得到跨周期调制工作模式下系统在较宽负载调整范围内能够保持稳定输出电压,轻负载下跨周期数目增加,输出电压在定常解与周期n解之间变换且呈现无序性,相邻负载跨周期数目具有渐变特性的规律。基于能量守恒定理,建立每个时钟周期的能量迭代关系式,对同步开关映射模型进行定量验证。 展开更多
关键词 BUCK变换器 跨周期调制 能量守恒 同步开关映射
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基于有源闭环控制技术的高性能开关电源设计 被引量：3
18
作者 成立 王振宇 +2 位作者 祝俊 朱漪云 李华乐 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2008年第3期236-239,共4页
在一般非线性系统有源控制技术的基础上，用同步整流反激式（Flyback）DC／DC变换器作为主电路，采取双闭环控制、降低功耗和抑制谐波的措施，设计一款有源功率因数校正（APFC）开关电源整机系统，并进行样机试验。试验结果表明，APFC... 在一般非线性系统有源控制技术的基础上，用同步整流反激式（Flyback）DC／DC变换器作为主电路，采取双闭环控制、降低功耗和抑制谐波的措施，设计一款有源功率因数校正（APFC）开关电源整机系统，并进行样机试验。试验结果表明，APFC开关电源能够正常稳压，功率因数达到0．932—0．999，接近于单位功率因数，整个电源系统的效率达到85．8％—88．7％，高频纹波电压约为3V，低频100Hz时纹波电压约为9．8V，且谐波电压总畸变率小于3．65％，谐波污染程度较低，因此这款“绿色电源”特别适用于各种中小型功率设备。 展开更多
关键词 开关电路 闭环控制系统 电源变换器 性能 设计 集成电路 电力电子学
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基于改进离散法的含输入滤波器电流型Buck变换器稳定性分析 被引量：4
19
作者 李明 戴栋 +1 位作者 马西奎 李胜男 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期73-80,共8页
基于系统精确的状态方程,数值仿真研究了含输入滤波器电流型Buck变换器的稳定性问题。结果表明,输入滤波器参数Rf增大会引起系统慢时标意义下的低频振荡,Buck变换器控制参数k的增大则会引起系统快时标意义下的次谐波振荡。提出了一种改... 基于系统精确的状态方程,数值仿真研究了含输入滤波器电流型Buck变换器的稳定性问题。结果表明,输入滤波器参数Rf增大会引起系统慢时标意义下的低频振荡,Buck变换器控制参数k的增大则会引起系统快时标意义下的次谐波振荡。提出了一种改进离散法,建立了系数矩阵不可逆时系统的离散映射模型,并结合仿真结果对系统的稳定性进行了分析,给出了系统的稳定性边界。最后,还将本文结果与现有输入滤波器设计标准进行比较,指出了标准不足之处。 展开更多
关键词 输入滤波器 BUCK变换器 稳定性 离散映射 分岔
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单周控制新型Buck-PFC变换器 被引量：20
20
作者 陈兵 谢运祥 宋静娴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期79-83,共5页
针对传统直接电流控制Boost-PFC变换器存在着输出电压高、检测量多、控制电路复杂等问题,提出了一种基于单周控制技术的新型Buck-PFC变换器。该变换器主电路拓扑结构新颖,控制电路简单,与传统的直接电流控制相比,不需要检测变换器输入... 针对传统直接电流控制Boost-PFC变换器存在着输出电压高、检测量多、控制电路复杂等问题,提出了一种基于单周控制技术的新型Buck-PFC变换器。该变换器主电路拓扑结构新颖,控制电路简单,与传统的直接电流控制相比,不需要检测变换器输入和输出电压,去除了电压传感器和乘法器,响应速度快、精确度高。最后给出了变换器的仿真和实验结果,结果表明校正后功率因数接近1,总谐波失真度低,验证了所提出的变换器拓扑结构和控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 Buck—PFC变换器 单周控制 功率因数 补偿
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