一种改进的电压跟随PFCCukAC/DC变换器

【电压跟随PFCCuk AC/DC变换器】是一种在电力电子领域中用于功率因数校正的电路设计。功率因数校正是为了提高电力系统效率，减少谐波污染，确保电网稳定运行。随着电力电子技术的发展，对于提高功率因数的需求越来越迫切，这催生了各种主动功率因数校正（PFC）电路。 传统的Cuk AC/DC变换器在工作于直流连续模式（DCM）时，其输入电流与输入电压并非理想线性关系，导致功率因数较低。为了改善这种情况，文章提出了一种改进的电压跟随策略，使得变换器能够更好地校正功率因数，同时减轻了元器件的工作应力。 电压跟随方式的PFC电路通常工作在直流不连续模式（DCM），由输出电压误差信号控制开关，简化了控制环路，降低了成本。在传统的Cuk变换器中，输入电感和输出电感的工作模式相互关联，而改进后的设计通过加入二极管VD0，使得输入电感L1工作在DCM，输出电感L2工作在连续导电模式（CCM）。这种分离工作模式降低了输出电压纹波，提高了变换器效率。 进一步地，文章提出了通过开关电容网络将储能电容C分为两个等效电容C1和C2的方法。这种设计使得每个电容存储相同能量，但串联后电压加倍，等效于提高了电压VCS，进而根据公式(3)减少了D21，增强了功率因数校正能力。同时，这种设计还能保持电压跟随特性，简化了控制策略。 新提出的Cuk DC/DC变换器电路中，输入电感L1和输出电感L2可以独立工作在各自的导电模式下，提高了系统的灵活性和效率。电路工作在三种模式：模式1，开关S导通，L1充电，L2放电；模式2，S断开，L1放电，L2继续放电；模式3，S仍断开，L2继续给负载供电。通过这种方式，实现了输入电流近似正弦波形，提高了功率因数。 总结来说，改进的电压跟随PFCCuk AC/DC变换器通过改变传统Cuk变换器的工作模式，采用开关电容技术和独立的电感工作模式，有效地提高了功率因数校正能力，降低了元器件应力，优化了整体性能，对于电源设计具有重要的参考价值。