AMÉLIORATION DE LA CORRECTION DU FACTEUR DE PUISSANCE DANS UN CONVERTISSEUR AC-DC AVEC UN CIRCUIT BOOST-FLYBACK INTÉGRÉ
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.2.16Mots-clés :
Convertisseur, Techniques de contrôle, Correction du facteur de puissance, Mise en forme des vagues, HarmoniquesRésumé
En raison des progrès de la technologie des semi-conducteurs, des contrôleurs modernes et des caractéristiques non linéaires, les charges sont de plus en plus utilisées dans les applications industrielles. En raison de caractéristiques non linéaires, des harmoniques sont introduites dans l'alimentation principale et le courant d'alimentation est déformé. De nombreuses topologies de convertisseurs à correction du facteur de puissance (PFC) sont établies pour une mise en forme appropriée des ondes. L'intégration de convertisseurs PFC conventionnels produit des résultats supérieurs en haute tension côté sortie et améliore l'efficacité. Cet article étudie un convertisseur PFC intégré flyback boost à un étage, qui offre un rendement élevé, une tension de sortie élevée et moins de contraintes de tension. Ce convertisseur utilise un nombre moindre de composants, ce qui se traduit par une taille compacte et un faible coût. L'amélioration du facteur de puissance, de l'efficacité et de la forme d'onde de la forme d'onde actuelle est réalisée grâce à diverses techniques de contrôle. Un nouveau contrôle de courant sans capteur pour la topologie intégrée est étudié, et il est démontré qu'il fournit une meilleure distorsion harmonique totale et une meilleure mise en forme de l'onde de courant que d'autres techniques de contrôle. Un modèle prototype de 48 W, 12/48 V est mis en œuvre pour valider pratiquement les résultats de la simulation.
Références
(1) V.K. Yadav, A.K. Verma, U.R. Yaragatti, High PFC integrated stage single switch ac-dc system for LED power driver, International Conference on Sustainable Energy and Future Electric Transportation, pp. 1–6 (2021).
(2) *** EN61000-3-2 - Limits for harmonic current emissions (equipment input current up to and including 16A per phase), 30th European Committee for Electrotechnical Standardization, Belgium, (2014).
(3) W.Y. Choi, J.M. Kwon, B.H. Kwon, Efficient LED back-light power supply for liquid-crystal-display, IET Electric Power Application, 1, 2, pp. 133–142 (2007).
(4) C.C. Raicu, G.C. Seritan, B. Enache, 48 V network adoption for automotive lighting systems, Rev. Roum. Sci. Techn. –Électrotechn. Et Énerg, 66, 4, pp. 231–236 (2021).
(5) H. Ma, Y.Li, Q. Chen, L. Zhang, J. Xu, A single-stage integrated boost-llc ac–dc converter with quasi-constant bus voltage for multichannel LED street-lighting applications, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 6, 3, pp. 1143–1153 (2018).
(6) C. Cheng, H. Wu, A novel single-stage high-power-factor ac-dc LED power supply for streetlight applications, IEEE 7th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE), pp. 128–129 (2018).
(7) W.Y.Choi, J.M.Kwon, B.H. Kwon Bridgeless dual-boost rectifier with reduced diode reverse-recovery problems for power-factor correction, IET Power Electron., 1, 2, pp. 194–202 (2008).
(8) L. Rossetto, G. Spiazzi G., Tenti P., Control techniques for power factor correction converters, Proc. Power Electronics Motion Control, pp. 1310–1318 (1994).
(9) K.Rustom, I. Batarseh, Recent advances in single-stage power factor correction, IEEE Int. Conf. on Industrial Technology, 2, pp. 1089–1095 (2003).
(10) R. Redl, L. Balogh, Design considerations for single-stage isolated power-factor-corrected power supplies with fast regulation of the output voltage, IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, USA, 1, pp. 454-458 (1995).
(11) R. Munuswamy, U. Govindarajan, K.A. Anbukumar, Performance comparison and stability analysis of ACM and ENLC controlled SEPIC PFC converter, IET Power Electronics, 13, 5, pp. 991–1001, (2020)
(12) K.A. Kumar, V.K.S. Veeramallu, B.L. Narasimharaju, Performance analysis of coupled inductor-based ripple free boost PFC ac-dc LED driver, IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems, pp. 1–4 (2020).
(13) K. Jirasereeamornkul, Y. Roungraungpalangkul, K. Chammongthai, A single stage single switch power factor correction converter, ISCAS, 2, pp. 397–400 (2001).
(14) D. Ziane, A. Azib, A. Oubelaid, N. Taib, T. Rekioua, D. Rekioua, Proposed power factor correction circuit based on the single-ended primary-inductor converter controlled by sliding mode control strategy used in an electric vehicle charging station, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 67, 3, pp. 241–245 (2022).
(15) M. Arias, V. Aitor, J. Sebastián, An overview of the ac-dc and dc-dc converters for LED lighting applications, Automatika‒Journal for Control, Measurement, Electronics, Computing and Communications, 53, 2, 156–172 (2012).
(16) J.I. Baek, J.K. Kim, J.B. Lee, M.H. Park, G.W. Moon, A New standby structure integrated with boost PFC converter for server power supply, IEEE Transactions on Power Electronics, 34, 6, pp. 5283–5293 (2019).
(17) M.A. Dalla Costa, J.M. Alonso, J.C. Miranda, J. Garcia, D.G. Lamar, A single-stage high-power-factor electronic ballast based on integrated buck flyback converter to supply metal halide lamps, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55, 3, pp. 1112–1122 (2008).
(18) X. Xie, J. Li, K. Peng, C. Zhao, Q. Lu, Study on the single-stage forward-flyback PFC converter with QR control, IEEE Transactions on Power Electronics, 31, 1, pp. 430-442 (2016).
(19) S. Jain, Comparative study of open loop and closed loop of three-phase active power factor correction based buck converter, Electrical and Electronics Engineering: An International Journal (ELELIJ), 4, 1, pp. 79-86 (2015).
(20) J. Park, D.J. Kim, K. Lee, Predictive control algorithm including conduction-mode detection for PFC converter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63, 9, pp. 5900–5911 (2016).
(21) H.S. Nair, N. Lakshminarasamma, A computationally simple predictive CCM average current controller with nearly zero tracking error for boost PFC converter, IEEE Transactions on Industry Applications, pp. 5083-5094 (2020).
(22) Z.Y. Chen; Q. Zhou, J. Xu, Coupled-inductor boost integrated flyback converter with high-voltage gain and ripple free input current, IET Power Electronics, 8, 2, pp. 213–220 (2015).
(23) L. Rossetto, G.G. Spiazzi, P. Tenti, Control techniques for power factor correction converter, International Conference on Power Electronics and Motion, Control, pp 1310–1318 (1994).
(24) C. Zhou, M. Jovanovic, Design trade-offs in continuous current-mode controlled power-factor correction circuits, HFPC Conf. Proc., pp. 209–220 (1992).
(25) S. Makkapati, S. Ramalingam, Design and implementation of single stage SEPIC integrated parallel ripple cancellation Method for LED lighting, Advances in Electrical and Computer Engineering, 22, 4, pp. 39–46 (2022)
(26) B. Lekshmi Sree, M.G. Umamaheswari. A Hankel matrix reduced order SEPIC model for simplified voltage control optimization and MPPT, Solar Energy, 170, pp. 280–292 (2018).
(27) A. Sangari, R. Umamaheswari, M.G Umamaheswari, B. Lekshmi Sree, A novel SOSMC based SVPWM control of Z-source inverter for ac microgrid applications, Microprocessors and Microsystems, 75, 103045 (2020).
Téléchargements
Publiée
Numéro
Rubrique
Licence
(c) Copyright REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE 2024
Ce travail est disponible sous licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International.
