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[2020年IEEE得克萨斯电力与能源会议（TPEC） - 美国得克萨斯州大学城（2020.2.6-2020.2.7）] 2020年IEEE得克萨斯电力与能源会议（TPEC） - 一种用于三电平光伏并网逆变器的简化直流电容主动电压平衡算法：结合共模电压抑制的主动零矢量空间矢量脉宽调制技术

DOI：10.1109/TPEC48276.2020.9042539 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本文介绍了一种基于改进型三电平升压变换器拓扑的数字控制单相有源功率因数校正（PFC）整流器。与传统升压式系统相比，该新型PFC整流器的电感体积缩小约三分之一，开关损耗显著降低。其改进原理在于：采用3:1非对称有源电容分压器替代升压变换器的输出电容，并利用下游变换器级调节分压器中心抽头电压。这种非对称分压结构配合特定开关序列，在保持三电平变换器元件数量的前提下实现了四电平变换器特性。实验结果表明：相较于传统升压式PFC方案，该设计使电感体积减少66%；在与同等工作频率的标准三电平方案对比中，电感体积仍减小33%?；?00W/200kHz/通用输入电压（85Vrms-265Vrms）的PFC样机实测数据显示，其电感电流纹波仅为传统升压变换器的三分之一（同等电感减幅条件下），同时效率提升最高达6%。
作者： Behzad Mahdavikhah，Aleksandar Prodi?
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

介绍一种新型单相多电平升压式PFC整流器，在保持先前多电平方案优势的同时，可进一步减小电感体积。

研究成果

基于NSMB的PFC整流器相比传统升压式方案展现出显著优势：电感体积缩小三分之二、开关损耗降低，功率处理效率最高提升6%。该创新拓扑结构与数字控制器确保了稳定运行及无缝模式切换，适用于100至500瓦功率需求的应用场景。

研究不足

与传统的升压解决方案相比，NSMB方案需要更多元件、高侧栅极驱动器、更复杂的控制电路以及非传统下游级。该设计通过增加半导体器件数量来实现电感体积减小和效率提升的权衡。

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