1、臨界模式SEPICPFC電路原理分析
基本的SEPIC拓撲如圖1所示。L1,L2為濾波電感,UL1,UL2,iL1,iL2為兩個濾波的電壓和電流;C1,C2為電容,UC1,UC2為電容上的電壓;Ui為輸入電壓,Uo為輸出電壓;Q為功率MOSFET,Uds為其漏-源極電壓,iq為MOSFET電流;D為輸出二極管,Ud為輸出二極管兩端電壓,id為輸出二極管電流;R為負載。根據控制電路的原理,這里臨界模式指電感L1與L2中的電流加和之后臨界斷續。
為了簡化電路分析,可做如下假設:
根據以上假定,臨界斷續模式的SEPIC電路的工作狀態如圖2所示,變換器的靜態工作主要波形如圖3所示。其中,T為開關管的開關周期,d為MOSFET(即開關管Q)的占空比,Ui為整流后的交流電壓為正弦半波,由于功率器件的開關周期遠遠小于工頻周期,在較短的幾個工頻周期內,Ui可以近似認為不變。在這段時間內:
?。?)t=0~dT,開關管Q導通,二極管D關斷,如圖2(a)所示。電感L1兩端的電壓為輸入電壓,電感L1上的電流線性上升。C1上電壓UC1對電感L2充電,電感L2上的電流線性上升。負載R的能量由C2提供。
2)t=dT~T,開關管Q關斷,二極管D導通,如圖2(b)所示。電感L1的電流通過電容C1,二極管D對電容C2和負載R供電;電感L2的電流通過二極管D對電容C2和負載R供電。
在穩態下,根據電感伏秒平衡原理,假定電容C1足夠大,則有
由于電感L1和L2滿足伏秒平衡,據圖2,則有
開關管Q的電流峰值為電感L1和L2電流峰值之和為
當變換器輸出功率和輸入電壓一定的情況下,輸入電流也固定,則由上述推導可知:變換器輸出功率和輸入電壓一定時,MOSFETQ導通時間固定,用Ton表示。根據式(6)有:
整流橋后的輸入電流平均值即電感L1的平均電流,則有
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