一種改進的電壓跟隨PFCCukAC/DC變換器

Pout=VO2/RL=D2VP2/4RL(1－D)2(15)

假設變換器的效率為η，根據功率平衡原理可得：

ηPin=Pout(16)

即=（17）

由上面的分析可得，輸入電感L1工作的臨界值為：L1=（18）

下面推導電感L2工作的臨界值，由于輸出功率

Pout=〈iL2〉VO（19）

電感L2工作在CCM與DCM的臨界條件時，在一個開關周期TS內，流過電感L2的平均值〈iL2〉為：

〈iL2〉=iL2P/2=(VC－VO)DTS/2L2（20）

圖6電路的仿真波形

(a)輸入電流iL的波形(b)電流iL1的波形

(c)電流iL2的波形

由式（19）、式（20）可得：

Pout=(VC－VO)DTSVO/2L2

=VP2D2TS/8L2(1－D)（21）由式（15）、式（21）可得電感L2工作的臨界值為：L2=（22）

只要電感L1的值小于其臨界值，而電感L2的值大于其臨界值，則可以保證輸入電感L1工作于DCM，從而實現了VFPFC的功能，而輸出電感L2工作于CCM，從而減小了器件的應力和輸出電流紋波。

5仿真結果

設計要求如下：輸入電壓vin(t)=110sinωt,電源頻率f=50Hz，輸出電壓VO=127V，輸出功率PO=200W（RL=80Ω），開關頻率fs=100kHz。仿真所選的參數為：輸入電壓vin(t)=110sinωt,其頻率f=50Hz，輸入電感L1=100μH，輸出電感L2=1000μH,開關頻率fs=100kHz，開關的占空比D=0.45。仿真的波形如圖6所示。圖6(a)為輸入電流iL(t)的波形，由圖可見，輸入電流的包絡線近似為正弦波，仿真得到的輸入電流功率因數為0.995。圖6(b)為電感L1上的電流iL1的波形，電感L1工作在DCM。電感L2工作于CCM，流過L2的電流波形如圖6(c)所示。

6結語

在傳統(tǒng)的CukDC/DC變換器中引入一個二極管，改變了其輸入與輸出電感之間的依賴關系。通過對輸入電感工作于DCM的Cuk變換器的功率因數校正能力的分析，用一開關電容網代替原單個儲能電容，從而提高了其功率因數校正能力。通過對所提的VFPFCCukAC/DC變換器的分析，找出了輸入與輸出電感工作的臨界值。在所提出的變換器中，輸入電感L1工作于DCM，以實現功率因數校正，輸出電感L2工作于CCM，從而減小了器件應力和輸出電流、電壓紋波。MATLAB仿真與實驗結果證實了理論分析的正確性。