A Power Factor Correction Ac-Dc Boost Converter with a New Passive Snubber Cell

Year 2018, Volume: 11 Issue: 1, 107 - 118, 24.04.2018

Naim Süleyman Tınğ Yakup Şahin

Abstract

This paper introduces a new passive snubber for soft switching (SS) in power factor correction (PFC) AC-DC converters. In the proposed converter, the main switch turns on with zero current switching (ZCS) and turns off with zero voltage switching (ZVS) owing to the proposed passive snubber. Besides, the main diode turns on with ZVS and turns off with ZCS. The proposed converter has features such as low cost, simple control and high power density. Also, the output current and voltage are controlled by the proposed PFC converter in wide line and load range. The operating principle and the operation intervals of the proposed converter are presented in detail. Also, the simulation results of converter are obtained for 1 kW and 100 kHz. It is observed that the novel proposed converter has 0.99 power factor with sinusoidal current shape. So, power factor quality is fairly high.

Keywords

Hard switching, Passive snubber cell, Power factor correction, Soft switching

Yeni Bir Pasif Bastırma Hücresi ile Gerçekleştirilen Güç Faktörü Düzeltmeli ve Yükselticili Aa‒Da Dönüştürücü

Abstract

Bu çalışmada güç faktörü düzeltmeli (GFD) AA-DA dönüştürücülerde yumuşak anahtarlama için yeni bir pasif pastırma hücresi sunulmuştur. Sunulan dönüştürücüde ana anahtar sıfır akımda anahtarlama (SAA) ile iletime girerken sıfır gerilimde anahtarlama (SGA) ile de kesime girmektedir. Bunun yanı sıra, ana diyot SGA ile iletime ve SAA ile kesime girmektedir. Önerilen dönüştürücü düşük maliyet, basit yapı ve yüksek güç yoğunluğu gibi özelliklere sahiptir. Aynı zamanda, dönüştürücüde çıkış akımı ve gerilimi geniş bir hat ve yük gerilimi arasında kontrol edilebilir. Çalışma içeriğinde önerilen dönüştürücünün çalışma aralıkları detaylıca sunulmuştur. Ayrıca 1 kW ve 100 kHz için benzetim sonuçlarından elde edilmiştir. Sonuçlardan önerilen yeni dönüştürücünün sinüsoidal akım şeklinde 0.99 güç faktörüne sahip olduğu gözlemlenmiştir. Böylece, güç kalitesi oldukça yükseltilmiştir.

Keywords

Güç faktörü düzeltme, Pasif bastırma hücresi, Sert anahtarlama, Yumuşak anahtarlama

References

• Altintas, N. 2014. A novel single phase soft switched PFC converter. Journal Electrical Engineering Technology. Vol. 9, No. 4, pp. 742-751.
• Qiao, C., Smedley, K. M. 2001. A topology survey of single-stage power factor correction. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol.16, No. 5, pp. 360-368.
• Akin, B., Bodur, H. 2011. A new single-phase soft-switching power factor correction converter. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol.26, No. 2, pp. 436-443.
• Ivanovic, B., Stojiljkovic, Z. 2004. A novel active soft switching snubber designed for boost converter. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 19, No.6, pp. 658-665.
• Sahin, Y., Ting, N. S., Aksoy, I. 2017. A highly efficient ZVT–ZCT PWM boost converter with direct power transfer. Electrical Engineering. Vol.100, pp.1-11.
• Choi, H. S., Cho, B. H. 2002. Zero-current switching (ZCS) power factor pre-regulator (PFP) with reduced conduction losses. Applied Power Electronics Conference and Expotion, APEC’02, pp. 962-967.
• Wu, X., Zhang, J., Ye, X., Qian, Z. 2008. Analysis and derivations for a family ZVS converter based on a new active clamp ZVS cell. IEEE Transaction on Industrial Electronics. Vol. 55, No. 5, pp. 773-781.
• Feng, B., Xu, D. 2005. 1 kW PFC converter with compound active clamping. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 20, No. 7, pp. 324–331.
• Hua, G., Leu, C. S., Jiang, Y., Lee, F. C. Y. 1994. Novel zero-voltage transition PWM converters. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 9, pp. 213–219.
• Stein, O., Hey, H. L. 2000. A true ZCZVT commutation cell for PWM converters. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 15, pp. 185-193.
• Ting, N. S., Aksoy, I., Sahin, Y. 2017. ZVT-PWM DC–DC Boost Converter with Active Snubber Cell. IET Power Electronics, Vol. 10, pp. 251-260.
• Bodur, H., Bakan, A. F. 2004. A New ZVT–ZCT–PWM DC–DC Converter. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 19, pp. 1919-1926.
• Ting, N. S., Sahin, Y., Aksoy, I. 2017. Analysis, Design, and Implementation of a Zero-Voltage-Transition Interleaved Boost Converter. Journal of Power Electronics. Vol. 17, No. 1, pp. 41-55.
• Altintas, N., Bakan, A. F., Aksoy, I. 2014. A Novel ZVT-ZCT-PWM Boost Converter. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 29, pp. 256-265.
• Moschopoulos, G., Jain, P. K., Liu, Y. F., Joos, G. 1999. A zero-voltage switched PWM boost converter with an energy feedforward auxiliary circuit. IEEE Transaction on Power Electronics. Vol. 14, pp. 653-661.