Diseño e implementación de un convertidor Flyback de abrazadera activa de PFC de una sola etapa con transformadores duales
Autores: Wu, Sen-Tung; Cheng, Yu-Ting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño e implementación de un convertidor Flyback de abrazadera activa de PFC de una sola etapa con transformadores duales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidor propuesto
Topología boost
Flyback de pinza activa
Corrección del factor de potencia
Conmutación de cero voltios
Rectificación síncrona
Licencia
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Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una estructura de una sola etapa AC/DC al integrar una topología de aumento y un circuito de retroceso de abrazadera activa (ACF) con función de corrección del factor de potencia (PFC). La función PFC se puede lograr controlando una topología PFC de aumento operada en modo de conducción discontinua. Con la coordinación de componentes de abrazadera activa, se obtiene una técnica resonante y se puede lograr el cambio de voltaje cero (ZVS). El convertidor propuesto combina las ventajas de: (1) en comparación con un circuito de dos etapas, un circuito de una sola etapa reduce el componente del circuito principal y reduce la complejidad del circuito de control; (2) se puede lograr una topología de aumento con función PFC operada en modo de conducción discontinua sin agregar ninguna técnica de detección de corriente o detección de señal de entrada; (3) mediante el uso del inductor de la etapa PFC, se puede lograr la función ZVS sin ningún inductor adicional; (4) el incremento de la frecuencia de conmutación facilita la optimización de la densidad de potencia; (5) la pérdida de conducción en el lado secundario se puede reducir agregando la rectificación sincrónica; (6) en este esquema propuesto, se utilizan transformadores duales con conexión en serie-paralelo, la corriente en el lado secundario se puede compartir para reducir la pérdida de conducción de los transistores síncronos. Finalmente, se implementa un convertidor prototipo con entrada AC 110 V y salida DC 19 V/6.32 A (120 W) bajo una frecuencia de conmutación de 300 kHz. La eficiencia del convertidor propuesto alcanza el 88.20% y un factor de potencia de 0.984 en condición de carga completa.
Descripción
Este documento propone una estructura de una sola etapa AC/DC al integrar una topología de aumento y un circuito de retroceso de abrazadera activa (ACF) con función de corrección del factor de potencia (PFC). La función PFC se puede lograr controlando una topología PFC de aumento operada en modo de conducción discontinua. Con la coordinación de componentes de abrazadera activa, se obtiene una técnica resonante y se puede lograr el cambio de voltaje cero (ZVS). El convertidor propuesto combina las ventajas de: (1) en comparación con un circuito de dos etapas, un circuito de una sola etapa reduce el componente del circuito principal y reduce la complejidad del circuito de control; (2) se puede lograr una topología de aumento con función PFC operada en modo de conducción discontinua sin agregar ninguna técnica de detección de corriente o detección de señal de entrada; (3) mediante el uso del inductor de la etapa PFC, se puede lograr la función ZVS sin ningún inductor adicional; (4) el incremento de la frecuencia de conmutación facilita la optimización de la densidad de potencia; (5) la pérdida de conducción en el lado secundario se puede reducir agregando la rectificación sincrónica; (6) en este esquema propuesto, se utilizan transformadores duales con conexión en serie-paralelo, la corriente en el lado secundario se puede compartir para reducir la pérdida de conducción de los transistores síncronos. Finalmente, se implementa un convertidor prototipo con entrada AC 110 V y salida DC 19 V/6.32 A (120 W) bajo una frecuencia de conmutación de 300 kHz. La eficiencia del convertidor propuesto alcanza el 88.20% y un factor de potencia de 0.984 en condición de carga completa.