新型boost变换器的工作原理及参数L的选择

新型boost变换器的工作原理及参数L的选择

　　2.2　参数L的选择

　　由上述原理分析知，

或

。因此，L不能太大，也不能太小。若L太大，T01太长，Lf不能充分的充电，输出电压不稳定。当L=10UH，输出电压在很长时间内都达不到稳定。在实际仿真过程中证明了这点。若L太小，T01很小，Q1的电流变化率很大，开通损耗就会增大，另外T34很小，D2的电流变化率很大，会产生很大的电磁干扰。根据多次仿真的结果，L取1UH比较合适。

　　仿真参数：Vin=100V; V0=160V;　I0=2A ; Lf=220UH;　Cf=220UF　L=1UH;fs=100KHZ

　　仿真波形如图4所示，从图中可以看出，仿真波形与变换器在直流稳态下分析的结果基本相符合。电感L中的电流下降到零之后产生一个小的尖峰电流，经二极管D2衰减到零，这与实际情况相符合。

　　　新型boost变换器的仿真波形

　　3 新型boost变换器在功率因数校正中的应用

　　新型boost功率因数预调节器如图5所示，这种结构相当于一个输入电压随时间变化的DC-DC变换器。由于开关频率远远大于电网频率，因此每一个开关周期可按DC-DC变换器进行分析。

　　控制电路采用UC3854，它采用平均电流控制方式，具有软启动特性且有较高的基准电压(7.5V)和振荡器输出幅值(5V)，因而可提高器件的噪声容限，特别适用于功率较大的场合[6]。应用UC3854可以简化电感电流采样电路，简化了系统的设计。

　　 新型boost功率因数预调节器

　　4 实验结果

　　实验的目的是验证新型boost变换器能应用于功率因数校正并且可以减少谐波。因此，实验参数与上述仿真参数一样： Vin=80～160V; V0=160V; I0=2A　Lf=220UH; Cf=220UF;　fs=100KHZ; MOSFET：IRF840;Diodes：MUR850

　　采用UC3854控制芯片的新型boost功率因数预调节器的输入电压和电流波形如图6所示。由图可知波形质量比较理想。电路在进行AC-DC功率变换的同时实现了功率因数校正，并减小了输入电流谐波，电路中的开关管也实现了软开关。

　　　输入电压和电流波形

　　5 结论

　　理想的开关条件是零电压、零电流开通和关断。开关损耗通常由三部分组成：(1) 容性开通损耗;(2) 电流和电压在开通期间叠加的损耗;(3) 关断损耗。容性开通损耗在零电流开通情况下总是存在的，然而，消除主开关管的容性开通损耗必须增加辅助开关管为主开关管创造零电压开通条件。但是，辅助开关管同样存在容性开通损耗，辅助开关管以及它的门极驱动电路并没有改善变换器的开关条件，反而增加了电路的复杂性。本文用最少的元器件消除了第二部分损耗，对寄生电容充电使关断损耗也大大减小。

　　新型boost变换器应用在功率因数校正中具有下列优点：

　　1】低的电压、电流应力;

　　2】控制电路简单、容易实现、调试方便;

　　3】元器件少，成本低;

　　4】实现恒频工作;

　　5】实现了主开关管的零电流开通、近似零电压关断和二极管的软开关

　　电路的局限性：主开关管存在关断损耗和容性开通损耗，电路没有隔离。