检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2024年第10期39卷 3049-3059页

作者：王议锋杨绍琪马小勇陶珑王忠杰天津大学电气与自动化工程学院天津300072

在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前... 详细信息

在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前后储能元件能量变化的数学模型。然后,结合死区起止时刻的能量平衡方程,研究软开关无法实现的电路机理。在此基础上,考虑开关管输出电容非线性特征,提出软开关实现方法,避免了复杂谐振过程的时域精确建模,提高软开关实现的准确性。最后,搭建500W实验样机进行实验,结果表明,相较于对谐振过程建模的传统时域模型,所提方法将实际开通电压降低47%,使峰值变换效率提升0.4%,进而验证了其有效性。

关键词： Boost变换器临界导通模式能量模型软开关开关管输出电容

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临界导通模式PFC芯片的分析与设计

临界导通模式PFC芯片的分析与设计

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作者：陈长江电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着电力电子技术的不断发展,人们对用电设备的性能要求越来越高。在用电设备的众多性能指标中,功率因数是衡量其用电质量的一个重要参数。大的功率因数意味着用电设备对电网造成的谐波污染小,用电效率高,而提高功率因数的重要... 详细信息

近年来,随着电力电子技术的不断发展,人们对用电设备的性能要求越来越高。在用电设备的众多性能指标中,功率因数是衡量其用电质量的一个重要参数。大的功率因数意味着用电设备对电网造成的谐波污染小,用电效率高,而提高功率因数的重要途径就是对各种设备进行功率因数校正。总体而言,功率因数校正技术可以分为无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。由于前者存在体积和重量大的缺点,不符合电力电子的发展方向,目前仅应用于对体积、重量要求不高,而对价钱敏感的场合。有源功率因数校正技术结合了功率因数校正技术和开关电源技术,克服了无源功率因数校正技术的上述缺点,成为目前被广泛研究的热点,并已得到大量的实际应用。本文主要对有源功率因数校正技术中的临界导通模式控制方式做了一定的研究。文中首先介绍了功率因数校正的基本理论以及有源功率因数校正技术中广泛使用的几种开关电源变换器。之后对临界导通模式进行了数学推导,证明有乘法器和没有乘法器均可以保证导通时间恒定,二者在数学上是完全等效的。在具体电路设计中,分别给出了基于L6561(有乘法器)和UC3852(无乘法器)两种结构的设计方案。利用普通CMOS工艺,分析和设计了其中的子模块电路,给出总体仿真结果,并对两种方式的功率因数校正效果进行分析和比较。在本文的最后给出了设计的部分版图,并对流片的部分低压电路进行了测试。

关键词：功率因数校正开关电源变换器临界导通模式乘法器版图

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临界导通模式控制方式的PFC芯片的分析与设计

临界导通模式控制方式的PFC芯片的分析与设计

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作者：皮文兵电子科技大学

学位级别：硕士

功率因数是衡量用电设备用电质量的一个重要参数。随着人们对用电质量的要求越来越高,功率因数校正技术飞速发展。功率因数校正的方法很多,有无源功率因数校正和有源功率因数校正。针对不同的应用场合,可以采用不同的功率因数校正方式... 详细信息

功率因数是衡量用电设备用电质量的一个重要参数。随着人们对用电质量的要求越来越高,功率因数校正技术飞速发展。功率因数校正的方法很多,有无源功率因数校正和有源功率因数校正。针对不同的应用场合,可以采用不同的功率因数校正方式。无源功率因数校正技术由于其本身重量大、体积大的缺陷,其应用范围渐渐缩小。有源功率因数校正技术,有连续导电模式和不连续导电模式之分。连续导通模式输出电压纹波小,所以在高功率应用场合,经常采用这种方式。非连续导通模式特别是临界导通控制模式,由于控制简单,在低功率场合下的得到了广泛的应用。随着微电子技术的飞速发展,针对各种不同功率因数校正方式的控制芯片,在市场上纷纷出现。Onsemi、ST、Microlinear等公司都有多款功率因数校正芯片投放市场。在我国集成电路产业正处在黄金发展时期,加上国内能源缺乏,提高设备的用电效率已经变得非常重要,因此功率因数校正技术和控制芯片的研究非常活跃。本文结合目前功率因数校正技术的热点,从功率因数校正的基本概念出发,介绍了功率因数校正的基本理论,并以之来分析临界导通模式有源功率因数校正的基本原理,再从这种校正方式的控制系统电路出发,分析控制电路中的各个子模块电路的作用并设计出子模块的电路,在版图设计中,分析了版图设计的一些基本原则和设计经验,给出已经设计出的部分版图,最后对全文进行总结。

关键词：功率因数校正开关电源变换器临界导通模式模拟乘法器版图设计

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临界导通模式PFC控制芯片分析与设计

临界导通模式PFC控制芯片分析与设计

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作者：何媛北京大学

学位级别：硕士

LED(Lighting Emitting Diode)具有节能，环保及寿命长的特点。随着LED照明需求不断扩大和照明要求不断提高，大功率高效率的LED照明应用越来越受到重视和青睐。为防止电网“谐波污染”和提高系统效率，大功率LED驱动电源芯片设计需要... 详细信息

LED(Lighting Emitting Diode)具有节能，环保及寿命长的特点。随着LED照明需求不断扩大和照明要求不断提高，大功率高效率的LED照明应用越来越受到重视和青睐。为防止电网“谐波污染”和提高系统效率，大功率LED驱动电源芯片设计需要有较高的功率因子(Power Factor)。\n 本文主要针对具有功率因数校正功能的大功率照明LED驱动芯片进行研究，在此基础上设计了一款基于Boost(升压)变换器的临界导电模式，有源功率因数驱动芯片。该芯片可以用作大功率LED驱动电路的功率因数校正级也可以设计为单独的LED驱动电路。\n 芯片具有以下特点：适用于全球90V-265V交流输入，开关频率最小5kHz，输出功率范围60W-150W，输出直流电压400V。带乘法器的控制结构实现功率因数校正，多矢量误差放大器稳定系统输出电压并提高系统响应速度，THD值优化模块减少输入电流高次谐波对功率因子的影响。超低启动电流，低工作电流，可以实现短路保护，过压保护，热保护和过流保护。\n 该芯片采用40V BCD工艺，芯片设计目标是效率达到90％，PF值大于0.9。仿真结果表明，该芯片在全球交流输入电压范围内，工作效率租PF值均能达到预设目标。没有输出电压过冲现象，能够实现各种保护功能，基本不受输入电流高次谐波的影响。\n 主要完成的工作包括：设计和实现了电源模块，多矢量误差放大器，乘法器，THD(TotalHarmonic Distortion)值校正模块，振荡器，零电流检测模块以及各种保护电路等。绘制了整款芯片版图。目前，芯片已经完成前仿和后仿，并进行流片。

关键词： LED驱动电源功率因子临界导通模式

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临界导通模式下boost型PFC芯片的电路设计

临界导通模式下boost型PFC芯片的电路设计

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作者：梁宇华西安电子科技大学

学位级别：硕士

在日常生活中，由于对大量电子设备的广泛使用，不仅会对电网注入大量的谐波，对电网和电子设备产生非常严重的影响；还会产生虚功。通过功率因数校正技术，可以强迫交流输入电流的相位跟随交流输入电压的相位变化而变化，从而减少谐波... 详细信息

在日常生活中，由于对大量电子设备的广泛使用，不仅会对电网注入大量的谐波，对电网和电子设备产生非常严重的影响；还会产生虚功。通过功率因数校正技术，可以强迫交流输入电流的相位跟随交流输入电压的相位变化而变化，从而减少谐波分量，降低了谐波对电网和电子设备的干扰，还可以在电力公司发电量不变的条件下更大地满足社会的用电需求。对专用于普及应用程度非常高的小功率电器设备的PFC技术的研究，这几年越来越受到了重视，本文重点进行了对小功率应用的PFC芯片的电路设计且通过仿真进行了验证。\n 本论文通过应用工作在临界转换模式的boost型功率因数校正的原理，以西安英洛华微电子有限公司的S121型功率因数校正芯片为例，具体讲述了电路的实现过程。在S121的设计过程中，为了保证系统稳定性以及对交流输入电压纹波的抑制，在产生过压保护OVP信号的误差放大器的输出端和反向输入端之间接一微法的补偿电容，从而使得该误差放大器的环路带宽为20Hz，但另一方面，带宽太小会导致时域响应很慢，故不能对反馈信号迅速作出反应而对系统实现保护。针对上述问题，该芯片采用了动态过压保护和静态过压保护的双重保护，解决了时域响应速度慢的问题。\n 该芯片采用了liteon的1um40V的CMOS工艺，通过应用cadence仿真软件，对各个电路模块以及系统电路进行了仿真和验证。最终结果表明：该芯片的VCC箝位电压为32V；启动电流为3.1uA；工作电流在正常工作时为4mA，在OVP条件下为1.4mA，在disable信号触发有效时为1.78mA；UVLO开启阈值电压和关断阈值电压分别为13.87V和8.53V；开关管栅极箝位电压为13.2V；静态OVP翻转阈值为2.35V，动态OVP触发电流20.25uA。功率因数PF高达0.99，输入电流总谐波畸变率THD优化到低于10％，具有我们预期的PFC性能。

关键词：功率因数校正总谐波失真模拟乘法器临界导通模式

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基于临界导通模式的功率因数校正芯片设计

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南开大学学报（自然科学版） 2015年第3期48卷 41-48页

作者：王彬高静张国辉付园园徐江涛天津大学电子信息工程学院天津300072

针对中等功率电器功率因数校正的需要,设计了一种基于临界导通模式的升压型(boost)功率因数校正芯片.该芯片集成可编程过压保护、可编程限流保护等多种保护电路,内设待机功能和自启动电路,通过电压控制环路和零电流检测电路实现了临界... 详细信息

针对中等功率电器功率因数校正的需要,设计了一种基于临界导通模式的升压型(boost)功率因数校正芯片.该芯片集成可编程过压保护、可编程限流保护等多种保护电路,内设待机功能和自启动电路,通过电压控制环路和零电流检测电路实现了临界导通模式控制策略,固定升压输出.当负载为轻载时,通过将芯片的ZCD引脚接地,从而令芯片进入待机状态,减小了功率损耗.电路采用0.4μm BCD工艺,芯片面积为1.186 mm×1.172mm.仿真结果表明:输入电流接近正弦波并与输入电压同相位,实现了功率因数校正的目的;在12V供电电压下,芯片静态功耗约为31mW.芯片己经成功流片.

关键词：临界导通模式升压型功率因数校正电压控制环路零电流检测

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一种工作在临界导通模式下的高功率因数的组合型Buck变换器（英文）

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南开大学学报（自然科学版） 2017年第1期50卷 28-34,39页

作者：申石林徐江涛朱萌张国辉天津大学电子信息工程学院天津300072 天津智安徽电子科技有限公司天津300384

提出了一种工作在临界导通模式下的Buck-boost和Buck组合拓扑结构来提高电源功率因数.通过增加一个比较器来判断输入瞬时电压的大小,当其值低于输出直流电压时,转换器由Buck拓扑结构切换到Buck-Boost拓扑结构来消除电流死区.详细的控制... 详细信息

提出了一种工作在临界导通模式下的Buck-boost和Buck组合拓扑结构来提高电源功率因数.通过增加一个比较器来判断输入瞬时电压的大小,当其值低于输出直流电压时,转换器由Buck拓扑结构切换到Buck-Boost拓扑结构来消除电流死区.详细的控制策略被分析设计和仿真.同时基于仿真结果,与已有的成果进行了比较.转换器基本的设计参数如下:输入交流电压90-264 V,输出直流电压为80 V,输出功率为80 W.最终仿真结果表明在输入交流电压范围内,转换器达到了96.74%-99.70%的高功率因数.

关键词：交流-直流转换器降压降压-升压功率因数校正临界导通模式

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MOSFET反向恢复特性对临界导通模式图腾柱Boost PFC的影响

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机电工程 2018年第9期35卷 981-985页

作者：赵臣凯吴新科浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

针对传统的临界导通模式计算方法没有考虑反向恢复,导致图腾柱Boost PFC实验结果与计算不符的问题,将线性拟合的方法应用到反向恢复的预测中。开展了考虑反向恢复的临界导通模式图腾柱Boost PFC的模态分析,建立了电感电流正向峰值和负... 详细信息

针对传统的临界导通模式计算方法没有考虑反向恢复,导致图腾柱Boost PFC实验结果与计算不符的问题,将线性拟合的方法应用到反向恢复的预测中。开展了考虑反向恢复的临界导通模式图腾柱Boost PFC的模态分析,建立了电感电流正向峰值和负向电荷之间的关系,提出了线性拟合实验测量结果从而预测反向恢复的方法;在600 W临界导通模式图腾柱Boost PFC上,对预测反向恢复的方法进行了评价,进行了反向恢复对PFC影响的试验。研究结果表明:该方法能精确计算临界导通模式图腾柱Boost PFC的反向恢复,验证了反向恢复会显著增加电感电流,减小开关频率,并有助于拓展零电压开通范围。

关键词：图腾柱Boost PFC 临界导通模式反向恢复

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升压型临界导通模式有源功率因数校正控制器XD2812的设计

升压型临界导通模式有源功率因数校正控制器XD2812的设计

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作者：倪晓龙西安电子科技大学

学位级别：硕士

广泛使用的电子设备对公用电网造成了严重的谐波污染以及大量的无用功耗,解决谐波污染越来越受到各国的重视。有源功率因数校正是目前提高功率因数的主要方式。本文基于西安电子科技大学电路CAD所科研项目“基于BCD工艺AC/DC关键技术的... 详细信息

广泛使用的电子设备对公用电网造成了严重的谐波污染以及大量的无用功耗,解决谐波污染越来越受到各国的重视。有源功率因数校正是目前提高功率因数的主要方式。本文基于西安电子科技大学电路CAD所科研项目“基于BCD工艺AC/DC关键技术的理论研究与设计”,设计了一款工作于临界导通模式的有源功率因数校正控制芯片XD2812。论文首先介绍了功率因数校正技术的发展状况,详细分析了有源功率因数校正器的基本拓扑、工作模式以及控制方法,在此基础上制定了XD2812的系统设计方案,完成了电路设计、功能和性能仿真验证。XD2812工作于临界导通模式,采用峰值电流模式控制,大幅减小了外部开关管的开通损耗。为确保芯片在较宽的电源电压范围内正常工作并减小芯片功耗,芯片内部设置了电源调制电路使得内部电源电压相对稳定。针对有源功率因数校正电压控制环路中误差放大器带宽较窄的特点,在芯片内部集成了两级输出过压保护电路,能安全及时地处理过压情况。同时,针对功率因数校正电路中的交越失真现象,芯片内部设计了优化电路,可以增大功率开关管在交流输入电压过零时的导通时间,优化交流输入电流的总谐波失真系数,进一步提高功率因数。基于0.4μm20V BCD工艺模型,采用Hspice软件对芯片内部各个模块和芯片整体进行仿真验证。仿真结果表明,该芯片具有良好的功率因数校正控制性能,各项指标达到了设计要求。

关键词：有源功率因数校正临界导通模式总谐波失真系数过压保护

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升压型临界导通模式功率因数校正电路的研制

升压型临界导通模式功率因数校正电路的研制

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作者：苏莹广西大学

学位级别：硕士

功率因数校正(PFC)技术是减少用电装置对电网造成的谐波污染,提高用电设备的功率因数和用电效率的有效方法。开关电源的功率校正技术是电力电子技术方面研究的热点之一。工作于临界导通模式的PFC控制电路简单,工作效率高,使用成本低,适... 详细信息

功率因数校正(PFC)技术是减少用电装置对电网造成的谐波污染,提高用电设备的功率因数和用电效率的有效方法。开关电源的功率校正技术是电力电子技术方面研究的热点之一。工作于临界导通模式的PFC控制电路简单,工作效率高,使用成本低,适用于中小功率电源的应用场合。本文介绍了功率因数校正电路的几种电路拓扑和三种工作模式,分析了临界导通模式的优缺点和应用范围,分析了功率因数校正系统在临界导通模式下的工作原理及其控制方法。采用FAN7930作为控制芯片,详细介绍了电路的设计方法和实现过程。最后,根据设计方案搭建出实验装置,对装置的主要数据和波形进行测试。结果表明,设计方案满足设计要求,功率因数大于0.95,系统效率达到90%。

关键词：功率因数校正 Boost升压临界导通模式 FAN7930

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