5kW全数字控制单级隔离型功率因数校正变换器的研究

针对工业界某些场合对高功率等级、严格的谐波标准和隔离等要求,提出一种新的结合主电路和全数字控制技术的解决方案。文章采用单级隔离型全桥拓扑结合BOOST型PFC的输入电感和RCD溃能式箝位作为主电路,融合全数字控制,对中大功率单级隔离PFC进行研究。文中分析了主电路工作原理,建立了小信号动态模型,并给出数字控制设计方法。变压器的加入,不仅提供隔离功能且大大拓展了此类PFC变换器的应用场合。文中采用的数字控制方案具有良好的动态响应特性和稳态调节特性,并成功解决了模拟控制引入的变压器偏磁现象。基于该文所提出的拓扑以及控制方案,制作了5kW输出功率且PFC工作频率为55kHz的样机,验证了该变换器的优良性能,满载功率因数达到0.994,效率超过92%。