一种用于APFC的改进型ZVT-BOOST电路
图3电路工作的原理波形
了无损吸收,可以看出,C1对主管S关断也起到了关断缓冲的作用。
Mode8,t7-t8阶段:BOOST二极管VD开通,并保持Ucr=UO,Ucl=0。
可以看出,改进型ZVT-BOOST电路的主管在零电压下开通。关断时,并联电容减少了关断损耗。辅管由于增加了缓冲吸收电容C1,减少了关断损耗。而且吸收电路的能量(1/2)C1U2o向负载释放,没有造成损耗。因此,无损吸收进一步降低了原来ZVT-BOOST电路的损耗。
3仿真结果
对图1电路用PSPICE进行仿真,选用参数为:L=600μH,Cr=1000pF,Lr=20μH,C1=1nF,Cds=400pF,Uin=200V(DC),UO=400V,RO=82Ω。图4给出了仿真结果。
4主要参数的设计
把改进型ZVT-BOOST电路运用于PFC,设计指标:Pin=4.0kW,Uin=220V,Uo=400V,fs=50kHz,PF>0.99,输入电流脉动10% 。
(1)BOOST电感L
L的选取应满足输入电流纹波的要求,根据SPWM的调制原理,不难得到[4]。
式中,Uin(pk)为输入电压的峰值;△I为最大输入电流纹波。
(2)输出滤波电容Co
对输入、输出瞬时功率进行分析,可以看出输出电压Uo包含有两倍网频(即100Hz)的纹波,为了使Uo满足设计要求(脉动5% ) ,
(3)谐振参数Lr、Cr
由前述原理可知,为了保证主管零电压开通,主管的开通时刻应比辅管延时一段时间td,
td≥t2-t1=t10+t21(4)
式中,t10为iL从VD换向Sr所需的时间,
t10=t1-t0=Lr·iLmax/Uo(5)
其中iLmax应取最大输入电流并考虑其纹波。
其中Tr为谐振周期。
改进型ZVT-BOOST电路由于给辅管增加了无损吸收电路(缓冲强度可按强型设计),大大减小(甚至消除)了关断损耗,进一步减小整个电路的损耗。
图4PSPICE仿真结果
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