交错并联Boost PFC变换器的控制策略探讨

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简介：
本文深入分析了交错并联Boost功率因数校正（PFC）变换器的工作原理，并详细探讨了几种有效的控制策略，旨在提高效率和稳定性。针对交错并联Boost功率因数校正(PFC)变换器在电流临界模式(Critical Conduction Mode, CRM)下存在的过零检测复杂及输入电流波形畸变问题，本段落提出了一种创新的控制方法。该方法利用新型开关管电压检测电路，通过监测MOS管漏源电压，并经过比较器获得过零信号，实现了开关管的零电压开通或谷底开通，显著降低了开关损耗。此外，采用导通时间补偿策略来提高电感电流平均值，从而改善了由电感和MOS管寄生电容谐振引起的输入电流波形畸变现象。最后，设计并搭建了一台800 W的样机进行实验验证，结果证明该方法的有效性和可行性。

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交错并联Boost PFC变换器的控制策略探讨

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本文深入分析了交错并联Boost功率因数校正（PFC）变换器的工作原理，并详细探讨了几种有效的控制策略，旨在提高效率和稳定性。针对交错并联Boost功率因数校正(PFC)变换器在电流临界模式(Critical Conduction Mode, CRM)下存在的过零检测复杂及输入电流波形畸变问题，本段落提出了一种创新的控制方法。该方法利用新型开关管电压检测电路，通过监测MOS管漏源电压，并经过比较器获得过零信号，实现了开关管的零电压开通或谷底开通，显著降低了开关损耗。此外，采用导通时间补偿策略来提高电感电流平均值，从而改善了由电感和MOS管寄生电容谐振引起的输入电流波形畸变现象。最后，设计并搭建了一台800 W的样机进行实验验证，结果证明该方法的有效性和可行性。

交错并联Boost型PFC变换器的设计（2011年）

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本文介绍了在2011年设计的一种新型交错并联Boost型功率因数校正(PFC)变换器，通过优化电路结构提高了效率和稳定性。 Boost PFC变换器在引入交错并联技术后有效降低了器件的电流应力、输入电流纹波以及磁性元件的体积。本段落介绍了交错并联技术的基本原理，并分析了应用该技术后的Boost PFC电路的具体工作模式，从理论上推导出了电感值的设计原则。通过详细的损耗分析提供了优化器件的方法。实验结果表明，采用这种方案的PFC电路具有控制简单、功率因数高以及效率高的特点。

关于交错并联CCM Boost PFC变换器的研究

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本文对交错并联CCM Boost PFC（功率因数校正）变换器进行了深入研究，探讨了其工作原理、性能优化及应用前景。针对功率因数校正变换器电感电流连续导电模式（CCM）下两相交错并联Boost PFC变换器各支路不均流导致某一支路中开关管电流应力增大的问题，采用了一种占空比补偿电流控制策略。该策略在平均电流控制的基础上，在每条并联支路内部增加了一个补偿环，根据每个支路上的电流与给定输入电流一半之间的偏差来调整占空比，从而实现了两支路间的均流，并最终减小了开关管的电流应力。通过建立仿真电路进行分析发现：在没有采用该控制策略的情况下，两条并联支路中的电流分别为5A和2.2A；其中5A支路上MOSFET的峰值电流为9.2A。而在应用占空比补偿电流控制策略后，两支路的电流均变为3.6A，并且两个MOS管的峰值电流均为6.8A。这表明该方法显著改善了并联电路中的均流效果，减少了开关管的电流应力，验证了采用占空比补偿电流控制交错并联CCM Boost PFC变换器的有效性。

两相交错并联Buck-Boost变换器：模型仿真及控制策略解析

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本文深入探讨了两相交错并联Buck-Boost变换器的工作原理，并通过详细的模型仿真分析了其性能特点，提出了有效的控制策略。本段落探讨了两相交错并联Buck-Boost变换器的仿真研究，并详细介绍了该变换器在4MOS结构下的模型设计与控制方式分析。所涉及的三种控制模式包括开环、电压单闭环以及电压电流双闭环，其中降压比设定为可调（默认值为4）。每种控制模式下均有手动开关连接说明。仿真结果显示，在所有测试条件下输出波形质量良好且电压纹波较小。值得注意的是，在采用双环控制方式时，电感电流的均流效果尤为显著。此外还研究了单向结构下的两相交错并联Buck变换器模型（包含两个MOS和二极管），同样包含了上述三种控制模式。仿真工具包括MATLAB/Simulink与PLECS，它们为该课题提供了强大的模拟环境支持。

交错并联型DC-DC变换器中Boost变换器电压电流闭环控制策略的研究

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本研究探讨了在交错并联型DC-DC变换器系统中，针对Boost变换器采用电压与电流双重闭环控制策略的效果和优势，旨在提高系统的稳定性和效率。在现代电力电子技术领域内，交错并联型DC-DC变换器作为一种高效电源转换拓扑结构受到了广泛的关注与研究。这种类型的变换器主要任务是在直流输入电压的基础上，通过调节内部参数来输出稳定或可调的直流电压。其中Boost变换器作为升压型DC-DC变换器的一种典型形式，在将低电压升高至所需值方面扮演着重要角色，并在电源管理中不可或缺。对于交错并联型DC-DC变换器而言，其核心在于实现对输出电压和电流的有效闭环控制策略，这能够确保系统的稳定性和响应速度。本段落研究重点集中在两台及三台Boost变换器的交错并联结构上，通过合理设计相应的控制方法来优化整个系统性能。当采用两台Boost变换器进行交错并联时，可以通过精心安排相位差实现电流纹波的有效降低和效率提升；而扩展到三个或更多这样的单元协同工作，则需要更加复杂的电压-电流双闭环控制系统以确保精确度。这种技术不仅能够提高功率密度，还能增强系统的动态响应特性。在实际应用中，交错并联型DC-DC变换器可以广泛用于电动汽车、不间断电源（UPS）及各种通信设备等领域，这些场景对供电稳定性有着极高的要求。因此，在这些领域内深入研究和优化控制策略具有重要的实用价值和技术挑战性。从理论分析到实践操作层面来看，此类变换器的研究工作需要涵盖电力电子学的基本原理、关键电路设计以及软件算法等多个方面。通过这样的综合探究过程，不仅可以推动整个行业技术的进步与发展，还能进一步满足现代社会对高效且可靠的电源系统日益增长的需求。

交错并联Boost型PFC电路

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交错并联Boost型PFC（功率因数校正）电路是一种高效电源技术，通过多路交错并行运行提高输入电流质量与转换效率。交错并联Boost PFC电路包含两个开关管S1和S2，并且这两个开关管是交替导通的。其主电路拓扑结构如图3.4所示。从上图可以看出，前级AC/DC电路的工作模式有四种：模态1：S1、S2闭合，L1和L2充电，C放电。模态2：仅开关管S1导通而S2关断时，电感L1充电且L2放电供给负载。模态3：与模态1相似，此时两个开关管都处于闭合状态，并且两个电感同时进行充电操作。然而，在这种模式下C会继续放电，导致两端的电压下降。模态4：当S2导通而S1关断时，L2开始充电并且L1将储存的能量释放给负载。四种工作模式中的等效电路图如图3.5所示：在模态1中，两个电感（L1和L2）同时进行充电操作。在此过程中，iL1和iL2线性增加而C两端的电压逐渐下降。当进入模态2时，电流继续在线圈L1内上升并流入负载，与此同时电容C两端的电压开始回升，并且流经电感器L2中的电流会减少。在模态3中，尽管两个电感仍然处于充电状态，但此时电路进入了放电阶段。因此，在这个模式下C两端的电压降低。最后进入模态4时，iL2继续上升而同时iL1开始下降；另外值得注意的是在此期间电容C两端的电压有所回升。本章节将根据PFC Boost电路的设计指标来列出两种具体类型的PFC电路参数计算和器件选型。设计的具体技术要求见表3.1所示。

Boost PFC变换器的双闭环控制策略及Matlab Simulink仿真实现

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本研究提出了一种应用于Boost PFC（功率因素校正）变换器的新型双闭环控制策略，并利用MATLAB/Simulink软件进行仿真验证，展示了该方法的有效性和优越性。在现代电力电子系统中，功率因数校正技术（PFC）扮演着至关重要的角色。其中，Boost PFC变换器作为一种常用的功率因数校正设备，在优化性能和设计控制策略方面备受关注。通过提高输入电流的功率因数并减少电网中的谐波污染，这种变换单元能够提升电能利用率，并在各种电气与电子装置中得到广泛应用。为了进一步增强其效能，双闭环控制系统被提出作为一种有效的手段。这一方法利用两个独立但相互作用的控制回路——一个负责调整输入电流（即电流环），另一个则确保输出直流电压稳定（即电压环）。通过这种方式，Boost PFC变换器不仅能够实现更高功率因数的操作模式，还能在动态响应速度和输出稳定性方面表现出色。为了验证双闭环控制系统的效果并进行深入分析，利用Matlab Simulink创建仿真模型成为一种常见且有效的方法。作为一种基于图形化的编程环境，Simulink提供了一个直观的平台来构建复杂电气系统的模拟框架，并支持各种电力电子设备（如Boost PFC变换器）的建模和测试。本段落档详细探讨了双闭环控制策略的基本理论、实施方法以及在Matlab Simulink中建立仿真模型的具体步骤。文档介绍了如何设计电流环与电压环算法，同时提供了构建Simulink环境下的模拟框架指南。此外，文中还讨论了通过仿真实验评估该控制系统性能的方法，并重点关注功率因数提升程度及输出稳定性的表现。一系列的实验和结果分析表明，在改善Boost PFC变换器效能方面，双闭环控制策略发挥了关键作用。同时，文档也探讨了一些在实际应用中可能出现的问题及其潜在解决方案，为电力电子领域的研究与工程实践提供了有价值的参考依据。仿真技术对于研发过程中的优化至关重要。借助Matlab Simulink的模拟功能，在不依赖于物理硬件的情况下测试各种控制方案成为可能。这不仅有助于降低开发成本和风险，还能够更直观地观察系统动态行为的变化趋势，从而促进对电力电子系统的深入理解和持续改进。文档中还包括了若干图片，这些图像可能是Simulink仿真模型截图或是理论公式与控制系统示意图的展示图。它们将帮助读者更好地理解文中所述内容，并加深对Boost PFC变换器双闭环控制策略及其仿真实现过程的认识。总之，Boost PFC变换器双闭环控制策略及相应的Matlab Simulink模拟研究是电力电子技术领域的关键课题。通过实施这种控制系统和构建仿真模型，可以显著提高变换单元的性能，并借助先进的仿真工具加速研发流程、提升效率，最终实现优化目标。

关于多相交错双向Buck-Boost变换器的探讨

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本文深入探讨了多相交错双向Buck-Boost变换器的工作原理、性能优化及应用前景，为电力电子领域的研究提供新的视角。在储能锂电池充放电模块的研究过程中，为提高电力电子变换器的容量并改善其输出特性问题，我们提出了一种多相交错双向Buck-Boost变换器。该变换器将六个同步双向Buck-Boost电路经过移相处理后交错并联使用，使输出电流成为六相电流叠加的结果。由于各相电路产生的电流脉动相互抵消，总输出电流的纹波变得非常小。通过仿真和实验对比单相与多相变换器的输出波形及数据，研究结果显示：该变换器能够有效减小输出电流纹波、降低器件损耗，并提高输送效率；同时有利于减少元器件尺寸并提升电池模组的空间利用率。

三相交错并联Boost DC-DC变换器的设计与研制

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本项目专注于设计和研发一种高效能的三相交错并联Boost DC-DC变换器，旨在提升电力电子设备中的功率密度及转换效率。电压调整模块（VRM）广泛采用多相交错并联技术以实现快速动态响应，并显著降低输出电流纹波。本段落通过一个大功率的三相交错并联 Boost 变换器的设计实例，详细阐述了其工作原理及主要器件的选择与设计；论证了该技术在Boost DC/DC变换器中的多种优势，从而证明多相交错并联技术的先进性和实用性。