Control de frecuencia variable para convertidor de corrección del factor de potencia en puente en totem-pole para lograr conmutación sin voltaje cero sin circuitos de detección de cruce por cero
Autores: Xi, He; Li, Liting; Xu, Guo; Su, Mei; Cai, Zhiqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control de frecuencia variable para convertidor de corrección del factor de potencia en puente en totem-pole para lograr conmutación sin voltaje cero sin circuitos de detección de cruce por cero
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Corrección del factor de potencia
Convertidor en puente sin totem-polo
Conmutación de cero voltios
Esquema paralelo entrelazado
Control de frecuencia de conmutación
Ondulación de corriente
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El convertidor de corrección del factor de potencia (PFC) sin puente en forma de tótem, conocido por sus ventajas que incluyen una topología simple, capacidad para conmutación de voltaje cero (ZVS) e interferencia de modo común baja, presenta una oportunidad para mejorar la eficiencia y la amigabilidad ambiental de los sistemas de energía. Sin embargo, estos convertidores tienen problemas como ZVS, que requiere la detección de cruce por cero (ZCD) bajo el modo continuo crítico de los circuitos (CRM) o circuitos resonantes auxiliares adicionales, lo que resulta en un aumento de los costos del circuito y la complejidad del control. Por lo tanto, este documento propone un método de control digital de frecuencia de conmutación variable para lograr ZVS en un amplio rango de operación sin circuitos ZCD. Al mismo tiempo, bajo la premisa de ZVS, se adopta un esquema paralelo entrelazado para minimizar aún más la ondulación de corriente y mejorar la calidad de la forma de onda de corriente. Finalmente, se diseña un prototipo experimental de un convertidor PFC de totem-pole sin puente de dos fases entrelazadas de 2 kW para verificar que el método propuesto es correcto y efectivo. El prototipo experimental puede alcanzar una eficiencia del 97.78%.
Descripción
El convertidor de corrección del factor de potencia (PFC) sin puente en forma de tótem, conocido por sus ventajas que incluyen una topología simple, capacidad para conmutación de voltaje cero (ZVS) e interferencia de modo común baja, presenta una oportunidad para mejorar la eficiencia y la amigabilidad ambiental de los sistemas de energía. Sin embargo, estos convertidores tienen problemas como ZVS, que requiere la detección de cruce por cero (ZCD) bajo el modo continuo crítico de los circuitos (CRM) o circuitos resonantes auxiliares adicionales, lo que resulta en un aumento de los costos del circuito y la complejidad del control. Por lo tanto, este documento propone un método de control digital de frecuencia de conmutación variable para lograr ZVS en un amplio rango de operación sin circuitos ZCD. Al mismo tiempo, bajo la premisa de ZVS, se adopta un esquema paralelo entrelazado para minimizar aún más la ondulación de corriente y mejorar la calidad de la forma de onda de corriente. Finalmente, se diseña un prototipo experimental de un convertidor PFC de totem-pole sin puente de dos fases entrelazadas de 2 kW para verificar que el método propuesto es correcto y efectivo. El prototipo experimental puede alcanzar una eficiencia del 97.78%.