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三电平单级功率因数校正技术的研究

作　者: 于乐
导　师: 张昆仑
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 功率因数校正三电平变换器状态空间平均法多频分析法小信号模型
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

AC/DC功率变换器是电力电子装置中最常用的一种变换器,但是它的输入功率因数较低,已经成为最主要的谐波污染源。由于这类变换器应用广泛,其危害性也越来越为人们所关注,进入二十世纪九十年代以来随着一系列的谐波限制标准的颁布、实施,有源功率因数校正技术日益受到重视,并迅速发展起来。本文首先介绍了功率因数校正技术的基本原理和基本方法,对单级功率因数校正技术的现状进行了分析和对比。结合三电平功率变换技术,对一种较新颖的三电平单级功率因数AC/DC变换器进行分析和研究。该拓扑可在实现功率因数校正的同时,实现AC/DC功率变换,开关器件承受的电压应力为直流母线电压的一半,便于开关器件的选取；而且通过合理的设计可以实现开关管的零电压开通,降低了开关损耗。文中采用一种联合了状态空间平均和多频分析的方法对三电平单级PFC变换器进行建模。模型对变换器在CCM模式和DCM模式下的工作状态进行了完整的数学描述,并得到了变换器的小信号模型,该模型对变换器的稳态和暂态都有着较好的预测能力。本文通过理论分析、仿真研究,证实了这种三电平单级功率因数校正电路的合理性和可行性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题的研究意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 功率因数校正技术  12-14
    1.2.2 三电平直流变换器  14-15
  1.3 研究的主要内容  15-16
第2章单级功率因数校正技术  16-26
  2.1 功率因数的基本定义  16-17
  2.2 功率因数校正原理  17-20
    2.2.1 DCM PFC变换器  17-19
    2.2.2 CCM PFC变换器  19-20
  2.3 单级PFC变换器中储能电容电压的问题  20-22
  2.4 单级PFC变换器的拓扑分析  22-25
    2.4.1 单开关拓扑  22-23
    2.4.2 两开关拓扑  23-24
    2.4.3 全桥拓扑  24-25
    2.4.4 谐振变换器在单级PFC变换器中的应用  25
  2.5 本章小结  25-26
第3章三电平单级PFC变换器的稳态分析  26-41
  3.1 三电平单级PFC变换器的拓扑结构及工作原理  26-31
    3.1.1 三电平单级PFC变换器主电路拓扑  26-27
    3.1.2 变换器工作原理  27-31
  3.2 变换器的稳态分析  31-35
    3.2.1 PFC级的稳态分析  31-33
    3.2.2 谐振电路的稳态分析  33-35
  3.3 仿真结果及分析  35-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章三电平单级PFC变换器的动态分析  41-65
  4.1 单级PFC变换器模型的分析与建立  41-53
    4.1.1 CCM模式  41-47
    4.1.2 DCM模式  47-53
  4.2 小信号模型  53-60
  4.3 仿真结果及分析  60-64
  4.4 本章小结  64-65
结论  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
附录  72-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75

三电平单级功率因数校正技术的研究

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