新型BOOST-BUCK电路拓扑采用恒占空比方法实现功率因数校正.docx

【新型BOOST-BUCK电路拓扑】是为了解决功率因数校正问题而提出的一种创新设计，它结合了BOOST变换器和BUCK变换器的优势，实现了高效、灵活的电压调节和功率因数校正。传统的BOOST变换器因其输入电流连续、控制简单等特点常用于功率因数校正，但其输出电压必须高于输入电压，导致需要额外的直流变换器，增加了成本和复杂性。 在新型BOOST-BUCK电路中，功率MOS管Ms作为关键元件，同时承担了BOOST和BUCK变换器的功能，通过共用MOS管实现了功率因数校正和输出电压的调节。这种电路拓扑具有输出电压可调范围广、输出电流连续的优点，同时降低了成本并简化了驱动电路。 功率因数校正通常有两种方法：乘法器方法和电压跟随方法。本文采用了后者，即恒占空比方法。在DCM（断续电流模式）下，BOOST变换器能保持恒定的占空比D，从而得到高功率因数。输入电流呈连续的正弦波形，降低了EMI滤波器的需求。BUCK变换器则根据负载条件在CCM（连续电流模式）或DCM之间切换。 电路的工作模式可以分为四个阶段： 1. 在t0-t1，MOS管导通，BOOST和BUCK变换器的电感存储能量。 2. 在t1-t2，MOS管关闭，电感通过二极管续流，释放能量。 3. 在t2-t3，MOS管继续保持关闭，BOOST变换器暂停工作，BUCK变换器继续续流。 4. 在t3-t4，MOS管仍关闭，BUCK变换器电感电流降为零，电容C2为负载供电。 设计时，BOOST变换器的电感L1需处于断续状态，确保输入电流峰值随输入电压变化，从而实现功率因数校正。通过控制开关周期T和占空比D，可以调整输入电流的峰值，使其与输入电压的包络线匹配。 仿真和实验结果验证了新型BOOST-BUCK电路的有效性。例如，当输入交流电压为120V，开关周期为33kHz，输出电压为86V，负载为200欧姆时，输入电压、电流和输出电压的波形符合预期，表明该电路能够有效地进行功率因数校正并提供稳定的电压输出。 新型BOOST-BUCK电路拓扑通过恒占空比控制策略，实现了功率因数校正与电压调节的统一，简化了电路结构，提高了系统效率，并降低了电磁干扰，为电力电子设备的设计提供了新的解决方案。