Un convertidor híbrido cuasi de una sola etapa AC-DC con baja ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea doble
Autores: Yan, Tiesheng; Wang, Chu; Zhou, Shuhan; Wen, Hao; Zhou, Guohua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un convertidor híbrido cuasi de una sola etapa AC-DC con baja ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea doble
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Corrección del factor de potencia
Convertidores
Eficiencia
Ondulación
Convertidor de CA-CC
PFC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La corrección del factor de potencia (PFC) se ha utilizado con frecuencia en varios dispositivos de suministro de energía conmutada para reducir armónicos de corriente de entrada. Sin embargo, el convertidor PFC sufre de una obvia ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces debido al desequilibrio instantáneo de potencia entre la potencia de salida constante y la potencia de entrada variable. La supresión de la ondulación a la frecuencia de línea dos veces generalmente se puede lograr mediante el convertidor DC-DC de post etapa del convertidor PFC de cascada de dos etapas; sin embargo, la estructura de convertidor PFC de cascada de dos etapas es difícil de lograr alta eficiencia ya que la energía se transfiere dos veces. Para lograr un alto factor de potencia, alta eficiencia y baja ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces, se presenta en este documento un convertidor AC-DC híbrido cuasi de una sola etapa (QSS), que consta de un convertidor PFC híbrido de doble salida Boost/Flyback y un circuito de compensación de ondulación Buck (RCC). Los principios fundamentales del convertidor propuesto y las condiciones críticas de transición del modo de operación se discuten en el documento. Para confirmar que la ondulación a la frecuencia de línea dos veces se suprime efectivamente, se construye y se analiza el modelo de señal pequeña de Buck RCC. Además, se analizan las principales características, incluido el ángulo de transición del modo de operación, la corriente de entrada, el factor de potencia y la frecuencia de conmutación del convertidor AC-DC híbrido QSS propuesto. Al construir un prototipo experimental de 120 W para validar la viabilidad del convertidor AC-DC híbrido QSS propuesto, los resultados experimentales muestran que el convertidor propuesto puede realizar la función de PFC con alta eficiencia y una ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces extremadamente baja.
Descripción
La corrección del factor de potencia (PFC) se ha utilizado con frecuencia en varios dispositivos de suministro de energía conmutada para reducir armónicos de corriente de entrada. Sin embargo, el convertidor PFC sufre de una obvia ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces debido al desequilibrio instantáneo de potencia entre la potencia de salida constante y la potencia de entrada variable. La supresión de la ondulación a la frecuencia de línea dos veces generalmente se puede lograr mediante el convertidor DC-DC de post etapa del convertidor PFC de cascada de dos etapas; sin embargo, la estructura de convertidor PFC de cascada de dos etapas es difícil de lograr alta eficiencia ya que la energía se transfiere dos veces. Para lograr un alto factor de potencia, alta eficiencia y baja ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces, se presenta en este documento un convertidor AC-DC híbrido cuasi de una sola etapa (QSS), que consta de un convertidor PFC híbrido de doble salida Boost/Flyback y un circuito de compensación de ondulación Buck (RCC). Los principios fundamentales del convertidor propuesto y las condiciones críticas de transición del modo de operación se discuten en el documento. Para confirmar que la ondulación a la frecuencia de línea dos veces se suprime efectivamente, se construye y se analiza el modelo de señal pequeña de Buck RCC. Además, se analizan las principales características, incluido el ángulo de transición del modo de operación, la corriente de entrada, el factor de potencia y la frecuencia de conmutación del convertidor AC-DC híbrido QSS propuesto. Al construir un prototipo experimental de 120 W para validar la viabilidad del convertidor AC-DC híbrido QSS propuesto, los resultados experimentales muestran que el convertidor propuesto puede realizar la función de PFC con alta eficiencia y una ondulación de voltaje de salida a la frecuencia de línea dos veces extremadamente baja.