创新无桥Buck-Boost PFC变换器：降低损耗提升效率

无桥Buck-Boost PFC变换器的研究着重于解决高压输入和宽范围电压设备中传统单开关升/降压变换器存在的效率低、开关应力大的问题。文章由哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院的张继红、姜世公和刘鸿鹏共同完成，他们针对这个问题提出了创新的无桥Buck-Boost PFC拓扑结构。 传统的级联式Buck-Boost PFC电路由桥式整流器和Buck-Boost变换器组成，适用于宽范围电压输入，特别是高电压输入场景，但由于其结构特性，四个半导体器件几乎始终处于工作状态，这导致随着功率等级提升和开关频率增加，器件的开关损耗增大，系统通态损耗增加，整体效率降低。这种设计在面对高压输入时显得不那么经济和高效。 无桥Buck-Boost PFC电路的核心创新在于去除了整流桥，仅使用两个开关管S1和S2，使得在任何时候电路内只有一个或两个器件导通。这一改变显著降低了开关损耗，尤其是在高频下，相比于传统级联式电路，无桥结构的优势更加明显。通过减少器件的应力，无桥拓扑结构成功地减少了功率损耗，从而提高了变换器的整体效率。 作者对新型无桥Buck-Boost PFC变换器的工作原理进行了深入的分析，展示了其电路图，展示了如何在维持母线电压稳定的同时，通过优化开关元件的使用来改善系统性能。实验结果显示，这种新型设计在实际应用中表现出较高的效率和更低的损耗，为高压输入和宽范围电压设备的电力转换提供了更为优化的解决方案。 关键词集中在功率因数校正(PFC)、无桥设计和Buck-Boost变换器，这些是论文的核心关注点。论文的研究成果对于电力电子设备的设计者和工程师来说，具有重要的理论价值和实践指导意义，有助于推动电力转换技术的发展和应用。