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高功率因数软开关电源研究

作　者: 张镠钟
导　师: 罗耀华
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 功率因数校正 软开关 零电压零电流开关 移相控制
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 480次
引　用: 2次
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内容摘要


目前，越来越多的电力电子设备被投入到电网中，造成电网的功率因数下降与谐波危害。为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。因此，高功率因数的大功率开关电源成为研究的热门。实现高功率因数的大功率开关电源主要存在两个问题：第一，随着功率的增加，开关损耗也会增加，如何来降低开关损耗；第二，采用什么样的拓扑结构来实现功率因数校正。为解决第一个问题，本文提出了一种利用藕合输出电感的新型次级箝位ZVZCS-PWM变换器。该变换器采用了无损耗元件及有源开关的简单辅助电路；副边整流二极管的电压应力和传统的硬开关电路一样小；轻载时箝位电容的充、放电电流能根据负载情况自动调整，可保证在很宽的负载范围内变换器都有高效率：辅助回路二极管可以实现软关断，因而反向恢复影响小。在此基础上提出了对一种功率因数校正的方法来对该电路进行校正，本文提出了采用双开关功率因数校正与新型ZVZCS-PWM变换器相结合的单级功率校正电路。该电路不附加开关器件，不增加H桥中开关管的电压应力。论文分析了该电路的工作原理，给出了各主要参数的计算方法。运用Pspice9.2电路专用仿真软件对变换器特性进行了开环仿真，分析了各参数对变换器性能的影响，得到了变换器中各主要器件的优化设计参数。仿真分析结果证明：该变换器拓扑结构能够使输入电流的包络随着收入电压变化，有效的实现了功率因数校正。同时在15％额定负载以上能够实现超前桥臂的零电压关断和滞后桥臂的零电流关断，在很宽的负载范围内具有较高的效率。适用于IGBT作为主功率开关器件的大功率变换器，具有广泛的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 开关电源的发展趋势和应用前景  11-17
    1.2.1 功率因数校正技术的发展  13-15
    1.2.2 软开关技术的发展  15-17
  1.3 本文的主要工作  17-19
第2章 移相控制 ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器  19-39
  2.1 软开关全桥功率变换器  19-23
    2.1.1 全桥变换器简介  19-20
    2.1.2 全桥变换器控制策略  20-23
  2.2 PWM DC/DC移相全桥软开关功率变换器  23-24
  2.3 几种现有 ZVZCS电路拓扑  24-29
    2.3.1 采用有限双极性控制方式的ZVZCS电路  24-25
    2.3.2 原边使用饱和电感的ZVZCS电路  25-26
    2.3.3 变压器副边采用有源箱位的ZVZCS电路  26-27
    2.3.4 使用无源无损网络副边箱位的ZVZCS电路  27-29
  2.4 新型次级箱位 ZVZCS电路  29-37
    2.4.1 新型次级箱位 ZVZCS电路工作过程分析  30-35
    2.4.2 新型次级箱位 ZVZCS电路的几点考虑  35-37
  2.5 本章小结  37-39
第3章 功率因数校正(PFC)的分析与实现  39-58
  3.1 功率因数校正的基本原理  39-41
  3.2 常见的三相功率因数校正电路  41-49
    3.2.1 三相六开关 PFC电路  42-43
    3.2.2 三相单开关 PFC电路  43-44
    3.2.3 三相双开关 PFC电路  44-45
    3.2.4 三相三开关 PFC电路  45-46
    3.2.5 三相四开关 PFC电路  46
    3.2.6 软开关的三相 PFC电路  46-49
  3.3 新型单级式软开关 PFC电路  49-57
    3.3.1 主电路拓扑结构  49-50
    3.3.2 主电路工作原理  50-57
    3.3.3 功率因数校正原理  57
  3.4 本章小结  57-58
第4章 仿真结果及分析  58-68
  4.1 仿真电路及参数计算  58-63
    4.1.1 PSPICE简介  58
    4.1.2 仿真主电路  58-59
    4.1.3 仿真电路中一些主要参数的确定  59-63
  4.2 仿真结果及分析  63-67
  4.3 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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