Phân Tích Tín Hiệu Nhỏ và Điều Khiển Mạch PFC Một Pha Tăng Áp
Email tác giả liên hệ:
tridd@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2024.1496Từ khóa:
Hiệu chỉnh hệ số công suất, Tăng áp, Phân tích tín hiệu nhỏ, Một pha, Xe điệnTóm tắt
Mạch hiệu chỉnh hệ số công suất (power-factor correction – PFC) một pha đang được sử dụng rộng rãi nhằm cải thiện hệ số công suất của mạch chỉnh lưu bởi vì chúng đóng vai trò quan trọng trong cải thiện hiệu suất của hệ thống sạc bình ắc quy, đặc biệt là trong việc tối ưu hóa hệ số công suất PF và giảm sự tiêu hao năng lượng. Trong bài báo này, phân tích tín hiệu nhỏ cho mạch PFC được trình bày nhằm xác định mối quan hệ giữa các đại lượng dòng điện tải, dòng điện ngõ vào và các thông số điều khiển mạch PFC. Theo đó, các thành phần ký sinh trên cuộn dây, tụ điện và điện áp của các linh kiện bán dẫn được xem xét trong mô hình tín hiệu nhỏ. Dựa vào các kết quả phân tích tín hiệu nhỏ, hàm truyền của mạch PFC được thành lập. Từ đó, các bộ điều khiển khuếch đại tích phân (proportional-intergral – PI) được lựa chọn nhằm điều khiển dòng điện trung bình trên tải và hệ số công suất phía nguồn AC. Các phân tích về trạng thái hoạt động, tính toán, lựa chọn linh kiện cũng được trình bày trong bài báo. Các kết quả mô phỏng cho tải RE được trình bày nhằm bước đầu kiểm chứng tính khả thi của mạch PFC với ứng dụng sạc bình acqui. Mô hình thực nghiệm 100-W với tải điện trở cũng được trình bày nhằm kiểm chứng tính khả thi của các bộ điều khiển.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
D. Zinchenko, A. Blinov, A. Chub, D. Vinnikov, I. Verbytskyi, and S. Bayhan, “High-Efficiency Single-Stage On-Board Charger for Electrical Vehicles,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 70, no. 12, pp. 12581-12592, Dec. 2021, doi: 10.1109/TVT.2021.3118392. DOI: https://doi.org/10.1109/TVT.2021.3118392
H. Wu, Y. Zhang, and Y. Jia, “Three-Port Bridgeless PFC-Based Quasi Single-Stage Single-Phase AC–DC Converters for Wide Voltage Range Applications,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 65, no. 7, pp. 5518-5528, July 2018, doi: 10.1109/TIE.2017.2782206. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2782206
C. Zhao and X. Wu, “Accurate Operating Analysis of Boundary Mode Totem-Pole Boost PFC Converter Considering the Reverse Recovery of mosfet,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 12, pp. 10038-10043, Dec. 2018, doi: 10.1109/TPEL.2018.2829832. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2018.2829832
B. Zhao, A. Abramovitz, and K. Smedley, “Family of Bridgeless Buck-Boost PFC Rectifiers,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 12, pp. 6524-6527, Dec. 2015, doi: 10.1109/TPEL.2015.2445779. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2445779
K. S. B. Muhammad and D. D. C. Lu, “ZCS Bridgeless Boost PFC Rectifier Using Only Two Active Switches,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 5, pp. 2795-2806, May 2015, doi: 10.1109/TIE.2014.2364983. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2014.2364983
L. Huber, Y. Jang, and M. M. Jovanovic, “Performance Evaluation of Bridgeless PFC Boost Rectifiers,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, no. 3, pp. 1381-1390, May 2008, doi: 10.1109/TPEL.2008.921107. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2008.921107
F. Musavi, M. Edington, W. Eberle, and W. G. Dunford, “Evaluation and Efficiency Comparison of Front End AC-DC Plug-in Hybrid Charger Topologies,” IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 413-421, March 2012, doi: 10.1109/TSG.2011.2166413. DOI: https://doi.org/10.1109/TSG.2011.2166413
R. P. Alzola, M. A. Bianchi, and M. Ordonez, “Control Design of a PFC With Harmonic Mitigation Function for Small Hybrid AC/DC Buildings,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, no. 9, pp. 6607-6620, Sept. 2016, doi: 10.1109/TPEL.2015.2499163. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2499163
J. Kim, H. Choi, and C. Y. Won, “New Modulated Carrier Controlled PFC Boost Converter,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 6, pp. 4772-4782, June 2018, doi: 10.1109/TPEL.2017.2737458. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2017.2737458
F. A. Huliehel, F. C. Lee, and B. H. Cho, “Small-signal modeling of the single-phase boost high power factor converter with constant frequency control,” PESC '92 Record. 23rd Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, Toledo, Spain, 1992, pp. 475-482 vol.1, doi: 10.1109/PESC.1992.254843. DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.1992.254843
A. H. Okilly, H. Jeong, and J. Baek, “Optimal IP Current Controller Design Based on Small Signal Stability for THD Reduction of a High-Power-Density PFC Boost Converter,” Appl. Sci., vol. 11, no. 2, p. 539, 2021, doi: 10.3390/app11020539. DOI: https://doi.org/10.3390/app11020539
P. C. Todd, “UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design,” 1999. [Online]. Available: Texas Instruments Incorporated, http://www.ti.com/lit/an/slua144/slua144.pdf.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2024 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
