升压ZVT-PWM转换器在单项功率因数校正中的应用

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　　3. t2-t3：这一期间开始时，主开关QMAIN的漏极电压降到零，其体内二极管开通。流过体二极管的电流由ZVT电感提供。由于电感两端的电压为零，因此，二极管处于续流状态。而与此同时，主开关管实现了零电压导通。

　　4. t3-t4：在t3时刻，控制电路感应到主开关管QMAIN的漏极电压降为零时，开通主开关管QMAIN，同时关断辅助开关管QZVT。在辅助开关管QZVT关断后，Lr中的能量通过二极管D2向负载传输。

　　5. t4-t5：在t4 时刻，D2中的电流下降到零，此时电路的工作状态与普通的升压转换器相同。而实际中，Lr将与辅助开关管QZVT的结电容COSS发生谐振，使二极管D1阳极电压为负。

　　6. t5-t6：这个阶段电路的工作过程和普通 升压转换几乎完全一致，主开关管QMAIN关断，其漏-源结电容被充至VO，主二极管D1开始向负载供电。由于一开始结电容使漏极电压为零，因此，主开关管QMAIN的关断损耗大大降低。

　　7. t6-t0：这个阶段处于续流状态，二极管D1导通，电路通过电感L为负载提供能量。

　　实验结果

　　电路参数设计

　　设计指标：单相交流输入220V，上下波动15%，输出功率为2000W，效率为90%，输出电压为380V，转换器工作频率为100kHz。

　　仿真结果

　　在计算机仿真软件Matlab的Simulink中建立仿真模型进行仿真。仿真参数：Vin=220V;L=200mH;fk=100kHz;Lr=4.7mH;Cr=470pF。仿真结果如图3所示。

图3 输入电压/电流仿真图

　　从图3可以看出，输入电流较好地跟踪了输入电压，达到了功率因数校正的目的。

　　实验分析

　　搭好主电路和控制电路，调试后用示波器观察波形，图4为输入交流电压/电流实验波形图。由图可见，输入交流电流与输入交流电压相位相同，输入电流波形为正弦波，实现了系统的高功率因数。电压由于功率管的开关及分布参数的影响还存在一些毛刺，可以通过使用共模电感加以抑制。

图4 交流输入电压和电流波形

　　结语

　　综上所述，在单相功率因数校正电路中采用升压ZVT-PWM 转换器，可以实现软开关PFC。实验结果表明，该电路很好地达到了功率因数校正的目的，而且减少了开关管的损耗，抑制了电磁干扰并提高了系统的效率。