交错并联Boost PFC变换器：原理、设计与优化

"交错并联Boost PFC变换器设计 (2011年)，陈文明，黄如海，谢少军，南京航空航天大学自动化学院" 交错并联Boost功率因数校正（PFC）变换器是一种在传统Boost PFC变换器基础上进行改进的设计，旨在解决随着功率等级提高而带来的问题。通过将两个Boost变换器并联并交错工作，这种设计能够显著降低功率器件的电流应力，减小输入电流纹波，并减小磁性元件的体积，从而提高系统整体的效率和功率因数。 交错并联技术的基本原理是将两个或多个Boost变换器单元并联，每个单元在不同的时间周期内工作，使得电流在两个路径之间平均分布，从而降低单个器件的峰值电流。这种工作模式降低了开关器件的热应力，同时也减少了输入电流的纹波，这对提高系统稳定性至关重要。 在设计交错并联Boost PFC电路时，储能电感的选择是关键。通常，TI公司的技术手册建议在输入电压的最小峰值处计算电流纹波来确定电感值。然而，这一方法并不全面。文章详细推导了储能电感与输入电流纹波之间的关系，提供了更精确的电感设计理论依据。电感值不仅应考虑电流纹波，还要考虑到整个系统的效率优化。 为了进一步提高效率，文章进行了详细的损耗分析，这包括开关损耗、导通损耗、磁芯损耗和漏感损耗等，以此为依据来优化PFC电路中的功率器件。通过这种方法，可以确保在保持高功率因数的同时，提高整体效率。 实验部分，作者设计并制作了一台3.3kW的交错并联Boost PFC实验样机，证明了这种设计方案的实际效果。实验结果验证了交错并联Boost PFC变换器控制简单，功率因数高，且效率优于传统设计。 交错并联Boost PFC变换器是一种有效的解决方案，特别适用于高功率应用，它通过改进的电路设计和优化的参数选择，实现了性能和效率的双重提升。这种技术在电力电子设备的PFC电路设计中具有广阔的应用前景。