高功率因数软开关电源研究

目前，越来越多的电力电子设备被投入到电网中，造成电网的功率因数下降与谐波危害。为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。因此，高功率因数的大功率开关电源成为研究的热门。 实现高功率因数的大功率开关电源主要存在两个问题：第一，随着功率的增加，开关损耗也会增加，如何来降低开关损耗；第二，采用什么样的拓扑结构来实现功率因数校正。 为解决第一个问题，本文提出了一种利用藕合输出电感的新型次级箝位ZVZCS-PWM变换器。该变换器采用了无损耗元件及有源开关的简单辅助电路；副边整流二极管的电压应力和传统的硬开关电路一样小；轻载时箝位电容的充、放电电流能根据负载情况自动调整，可保证在很宽的负载范围内变换器都有高效率：辅助回路二极管可以实现软关断，因而反向恢复影响小。 在此基础上提出了对一种功率因数校正的方法来对该电路进行校正，本文提出了采用双开关功率因数校正与新型ZVZCS-PWM变换器相结合的单级功率校正电路。该电路不附加开关器件，不增加H桥中开关管的电压应力。 论文分析了该电路的工作原理，给出了各主要参数的计算方法。运用Pspice9.2电路专用仿真软件对变换器特性进行了开环仿真，分析了各参数对变换器性能的影响，得到了变换器中各主要器件的优化设计参数。 仿真分析结果证明：该变换器拓扑结构能够使输入电流的包络随着收入电压变化，有效的实现了功率因数校正。同时在15％额定负载以上能够实现超前桥臂的零电压关断和滞后桥臂的零电流关断，在很宽的负载范围内具有较高的效率。适用于IGBT作为主功率开关器件的大功率变换器，具有广泛的应用前景。