基于动态效率优化的单相三电平PFC变换器

摘要

研究了一种单相三电平功率因数校正变换器,通过将三电平Boost变换器的低压侧分压电容直接用作负载输出端口,可以实现交流输入侧和直流负载侧之间的准单级功率变换,有效减小了系统中功率变换的级数.相对于传统两电平Boost PFC,研究的方案能够有效提升整个工频周期内的动态效率,从而实现PFC变换器整体效率的提升.此外,准单级功率变换的特性还有利于减小后级直流变换器的电压电流应力和功率损耗,进而进一步提高AC-DC变换器的整体效率.详细分析了三电平PFC变换器的工作原理和控制策略,建立了损耗分析模型并进行了仿真验证.最后,利用2kW PFC变换器样机进行了实验测试.理论分析、仿真和实验测试结果都表明了所研究的准单级三电平PFC变换器在改善系统效率方面的有效性.