一种改进的电压跟随PFCCukAC/DC变换器

1引言

随着半导体器件的发展，电力电子装置的大量应用，导致大量谐波电流涌入电网，污染电网，这一问题已引起了各国电感器厂家的重视。为了限制总的谐波含量（THD）以提高功率因数，制定了许多标准，如IEC100032。近年来，如何提高功率因数成为了电力电子领域研究的热点，提电感生产出了许多有源PFC电路[1]～[3]。有两种功率因数校正方案，其一是采用控制输入电流使其接近正弦，这种方案中电路工作在连续导电模式(CCM),通常要求双闭环控制，由于对输入电流、电压及输出电压取样，这种方案比较复杂，成本高，限制了该方法的使用[4]～[5]。另一种方案是采用电压跟随（VoltageFollower）方式[6]，电路通常工作在不连续导电模式(DCM)，开关由输出电压误差信号控制，这种PFC方案仅需要一个电压控制环，这种方案相对简单，引起了研究人员的广泛关注[6]～[8]。

本文通过对工作于DCM的普通Cuk变换器功率因数校正能力的分析，给出了提高其功率因数校正能力的方案，同时使器件应力得到降低。在传统的CukDC/DC变换器中，两个电感存在依赖关系，即它们同时进入DCM或CCM，通过在电路中加一二极管，改变了它们之间的依赖关系，使它们可以独立工作于不同的导电模式。因此，在利用电压跟随方法进行功率因数校正时，令输出电感工作于CCM，而输入电感工作于DCM，从而减小了输出电压纹波，提高了变换器的效率。

2工作于DCM的CukAC/DC变换器的功

率因数校正能力

传统的CukAC/DC变换器如图1所示，当其工作于DCM时，其输入电流波形如图2所示，从图2可以得到，在一个开关周期TS内，输入电流iin的平均

图1传统的Cuk变换器

图2输入电流iin的波形

图3改进的VFPFCCukDC/D绕行电感C变换器

图4变换器的主要波形

值为：=(D＋D21)TSVin/L1（1）

由式（1）可以看出，由于D21的大电流电感存在，与Vin不是线性关系，D21越小，与Vin越接近线性关系，从而变换器的功率因数校正能力越强。由电感的伏秒平衡可得：

VinDTS=(VC－线圈电感Vin)D21TS（2）

从而D21=D（3）

从式（3）可以看出，欲减小D21从而提高变换器的功率因数校正能力，可以通过增加VC得以实现。本文提出经改进的Cuk变换器，通过一开关电容网把储能电容分成两个大小相等的电容，它们串联充电，并联放电，从而提高了变换器的功率因数校正能力，现分析如下：

在传统的Cuk变换器中，假设电容C上的电压为VC，则其储藏的能量为CVC2/2，现由两个大小为C/2的电容C1、C2储藏相同的能量，设电容C1、C2上的电压均为VCS，则：平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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