Buck Converter with Magnetic Coupled Inductors for Power Factor Corrector

Abstract

Запропоновано та проаналізовано знижувальний перетворювач постійної напруги для застосування у коректорі коефіцієнта потужності. На відміну від традиційного знижувального перетворювача, який містить одну індуктивність та вихідний конденсатор, пропонований перетворювач має дві магнітно-зв’язані індуктивності та два послідовно з’єднані вихідні конденсатори. Вихідна напруга пропонованого знижувального перетворювача дорівнює сумі напруг на цих конденсаторах. Безпосередня взаємодія вхідної напруги здійснюється із напругою одного конденсатора, тобто лише з частиною вихідної напруги. Це дає змогу збільшити кут провідності в коректорі коефіцієнта потужності на основі запропонованого перетворювача і, як наслідок, зменшити коефіцієнт гармонік та збільшити коефіцієнт потужності, щоб задовольнити вимоги чинних стандартів. Перетворювач працює у режимі переривчастого струму на постійній частоті. Детально проаналізовано роботу запропонованого перетворювача. Достовірність аналізу підтверджено малою розбіжністю між результатами розрахунку, моделювання та експерименту.The step-down dc-to-dc converter for application in power factor corrector is proposed and analysed in this paper. Unlike a conventional buck converter containing a single inductor and output capacitor, the proposed converter uses two magneticcoupled inductors and two output capacitors connected in series. The output voltage of such a coupled inductor buck converter is equal to the sum of voltages of these capacitors. The direct interaction of the input voltage occurs only with a part of the output voltage. This allows increasing a conduction angle in the power factor corrector (PFC) on the basis of the proposed converter and, as a result, reducing the total harmonic distortions and increasing a power factor to satisfy current standard requirements. A detailed analysis of the operation of the proposed converter is presented. The reliability of the analysis is confirmed by a small discrepancy between the results of calculation, modeling and experiment.