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有源箝位正激式单级PFC变换器的研究

作　者: 陈德锋
导　师: 肖强晖
学　校: 湖南工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 功率因数校正有源箝位正激式单级 Saber
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

单级功率因数校正(PFC)技术把PFC变换器和DC/DC变换器结合在一起,共用一个开关管和一套控制电路,能够实现输入电流的整形和输出电压的快速调节。具有结构简单、成本低等优点,适合多种场合的应用。为了节约成本,在低功率应用领域中,PFC技术越来越受到了人们的关注。本文研究有源箝位正激式单级PFC变换器。首先对无源PFC技术、有源两级PFC技术和有源单级PFC技术进行了分析和对比,指出了它们各自的优、缺点和适用范围,其次,分析了有源箝位正激式单级PFC变换器拓扑结构各个工作模态的工作过程,同时提出该变换器的控制原理及控制方法。再次,借助Saber软件对系统的若干关键部分进行了仿真分析。通过对主电路拓扑结构进行稳态工作时的仿真,控制电路的仿真,以及延时与驱动电路的仿真,分析其工作过程和工作波形,验证了理论分析的正确性与可行性。然后,设计了一台试验样机,分别从主电路,控制电路,延时与驱动电路等部分进行设计,给出各部分主要元件参数设计的计算方法以及主要元件的具体选型;同时给出变换器设计主要部分的电路原理图。最后,对变换器PWM驱动波形,主开关管DS、GS波形,变压器次边波形,输入电压与输入电流波形,输出电压波形等进行实验测试。通过实测波形,验证了理论分析及仿真分析的正确性。随后分别测试了样机的功率因数、效率、输入调整率、负载调整率等性能指标,并对谐波进行了分析,测试结果表明了样机的性能指标符合设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 课题的研究背景与意义  9-11
    1.1.1 课题的研究背景  9-11
    1.1.2 课题的研究意义  11
  1.2 功率因数校正（PFC）技术的发展概况  11-12
  1.3 功率因数校正（PFC）技术的分类  12-17
    1.3.1 两级功率因数校正电路  12-13
    1.3.2 单级功率因数校正电路  13-16
    1.3.3 功率因数校正电路的性能比较  16-17
  1.4 本文研究的内容及其结构  17-18
第二章有源箝位正激式单级PFC 变换器的工作原理  18-31
  2.1 主电路拓扑结构的选择  18-28
    2.1.1 有源箝位正激变换器的工作原理  19-23
    2.1.2 Boost 型PFC 变换器工作原理  23-25
    2.1.3 有源箝位正激式单级PFC 变换器拓扑结构的工作原理  25-28
  2.2 PWM 控制芯片简介  28-30
    2.2.1 UC3843 的各个引脚功能  28-30
    2.2.2 UC3843 产生PWM 波的基本原理  30
  2.3 闭环反馈控制电路原理分析  30
  2.4 本章小结  30-31
第三章有源箝位正激式单级PFC 变换器的仿真分析  31-39
  3.1 仿真软件介绍  31-33
  3.2 主电路拓扑结构稳态工作时的仿真分析  33-35
  3.3 控制电路的仿真分析  35-36
  3.4 延时与驱动电路的仿真分析  36-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章有源箝位正激式单级PFC 变换器的样机设计  39-50
  4.1 变换器性能指标  39
  4.2 主电路参数设计  39-45
  4.3 谐振电路参数设计  45-46
  4.4 控制电路参数设计  46-48
  4.5 延时与驱动电路参数设计  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章实验结果与分析  50-72
  5.1 实验平台实物图  50
  5.2 额定条件下特性测试  50-52
  5.3 效率与功率因数测试  52-54
  5.4 输入调整率测试  54-55
  5.5 负载调整率测试  55-56
  5.6 谐波分析  56-71
  5.7 本章小结  71-72
第六章总结与展望  72-74
  6.1 总结  72
  6.2 展望  72-74
参考文献  74-78
附录 PQ 型磁芯的基本数据  78-79
攻读学位期间主要的研究成果  79-80
致谢  80

有源箝位正激式单级PFC变换器的研究

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