单相有源AC-DC变换器的综述

在利用st公司推出的控制芯片l4981a/b实现了基本的boost pfc控制方案基础上，实现了单位输入功率因数的低端半控桥ac-dc变换器，已经通过了变频空调负载实验，功率可达2kw。半控桥ac-dc变换器的控制电路与功率电路见图23，其中滤波电容c1为2.0μf/400vdc，升压电感l1为2x0.40mh，开关频率为20khz，其他元器件参数见有关参考文献。实验时电源电压范围为150vrms～264vrms，电源电流达15arms，输出直流电压空载时400vdc，重载时平均375vdc左右，电源功率因数接近于1。

电流检测是有源pfc中的关键环节，检测的电流应该反映升压电感的电流，电流检测可以通过线性隔离放大器、电流互感器或分流电阻等完成，其中采用分流电阻(无感功率电阻)是一种最佳方案。设计了两种电流检测方式:

(1) 电流互感器
电流检测原理见图23，其电流检测合成见图24;

图23 电流互感器电流检测原理

图24 电流互感器电流检测合成

图25 分流电阻电流检测

图26 输入电压与输入电流波形

(2) 分流电阻
首先需要改变功率电路结构，使得流经电阻的电流为实际电感电流，见图25，电阻选择无感水泥电阻，15mw/10w。图26为一组不同条件下的电源电压与电源电流波形，可见pfc效果良好。

4 结束语

在对单相有源pfc简要综述后, 给出了单相升压有源ac-dc变换器的工作原理和拓扑多种, 重点研究了低端半控桥单相有源ac-dc变换器, 这是一种非常有前途的单相有源pfc, 将在变频家电或通信电源领域获得广泛应用。

参考文献
[1] gb/t14549-93, 电能质量公用电网谐波.北京:中国标准出版社，1994
[2] gb 17625. 1-1998.eqv iec 61000-2-3:1995，低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16a).北京:国家质量技术监督局, 1998
[3] bor-ben lin, tsung-yu yang. single-phase three-level converter for power factor correction. iscas,2004: 960~963
[4] mohamed orabi, tamotsu, yoji imai, hidefumi nakagome. review of pre-regulator ccm boost pfc converter dynamics limits. pesc,2004:2314~2319

作者简介
杨喜军(1969-) 男 92年毕业于中国矿业大学(学士)，后工作于煤炭部邯郸煤炭设计研究院电力所，98年毕业于华东冶金学院(硕士)，2002年毕业于上海大学(博士)，现为上海交通大学电气工程流动站博士后人员，主要研究方向为电力传动、电力变换等。

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