基于Matlab设计的软开关型APFC电路.pdf

第27卷第8期 电 力 自动 化 议 备 Vol.27No.8 2007年8月 ElectricPowerAutomationEquiPment Aug.2007 由 基于Matlab设计的软开关型APFC电路 任开春，严志强，王永民 (重庆通信学院 电力工程系，重庆400035) 摘要:将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合，组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC) 电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流，并在软开关条件下实现功率因 数校正。基于Boost型功率因数校正电路，利用改进型ZVT(zeroVoltageTransition)实现软开关。 电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关 断的，辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中，选用平均电流控制方 式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出 负载)的选取方式，仿真结果表明，功率因数可达0.9976。 关键词:有源功率因数校正;零电压开关;Matlab仿真 中图分类号:TM933.3;TM714 文献标识码:B 文章编号:1006一6047(2007)08一0095一04 有源功率因数校正(APFC)电路通过引人有源 b.当需要开通主开关管VT，时，提前开通辅助 开关器件，较大幅度地减小了交流侧的谐波电流，提 开关管VT:，此时谐振电感L。的电流由零开始线性增 高了功率因数。但随着有源开关器件的引人，开 加，当L。的电流等于L的电流时，VD，关断; 关器件的通断损耗增大，电压、电流应力加大，因此， c.V。，关断后，谐振电感L。和谐振电容Cr构成 为克服这些问题，引人了软开关技术。现将一种改 谐振电路，Cr电压逐渐降低，当等于零时，主开关管 进型zvT(zerovoltageTransition)软开关应用于 VTI的体内二极管VDQ，导通，谐振电路停止谐振，VT， APFC电路中[l一’〕，通过仿真分析验证了电路设计的 两端的电压维持为零; 合理性，通过构建电路模型，进一步验证了其可行性。 d，开通VTI，实现零电压开通; e.从，开通后，关断VTZ，此时L。和C。构成谐振 1软开关APFC电路设计[5一12) 电路，但由于C。的起始值是零，因此，VT:是在零电压 1.1 主电路设计 条件下关断的，当C。的电压等于输出电压时，二极 主电路的作用是将输人端的交流变换为直流， 管V。。导通，L。的电流线性减小，当减小到零时，VD。 并在软开关条件下实现功率因数校正。其中，功率 和VDb关断; 因数校正借助于Boost型电路，而软开关则是利用改 f.关断主开关管VT，，此时电感L的电流分别给电 进型ZVT技术实现的，如图1所示。 容c。和Cr充电，由于电容c，的起始电压是零，因 此，VTI是零电压关断的，当Cr的电压升高到与输出 _}二’1 1Un 电压相等时，C。的电压已经减小到零，二极管VD。截 Uc命·一D}‘} 止，二极管VD;导通。 』上*介「熟 U;仁% 卫肖华了宁C。叉 以后重复前面的过程。 v二]{闪‘11」目、 因此，从上述的分析可知，主开关管VTI是零电