单相功率因数校正电路的拓扑与控制研究.rar

功率因数校正技术（Power Factor Correction，PFC）就是研究如何采用适当的拓扑结构和控制手段，使输入的电流值跟随输入电压波形，在交流电向直流电转换的过程当中，保证高功率因数（0．95以上）。相关的电路拓扑已经比较成熟，大量地应用在各类电力电子装置当中。更新的研究大部分都着眼于如何提升PFC电路的效率和功率密度，并且降低成本。 本课题也将跟随这一研究思路，在第一部分当中，对单级隔离型的功率因数校正电路进行研究。首先对现有的单级拓扑和控制方案进行分析，讨论其在应用中所面临的技术难点。在此基础上，针对90W左右的小功率应用场合，提出了4种基于耦合PFC电感和反激式电路的单级PFC拓扑结构，并给出其两种箝位电路，分析了电路在变压器励磁电感电流工作于断续和临界连续模式下的特性，给出电路参数和变压器的优化设计方法。保证输入电流满足IEC61000—3—2中关于CLASS D的谐波标准，同时抑制储能电容电压在一定值以下。本论文中采用平均化的状态空间平均方法，建立单级PFC电路的小信号模型，分析其控制特性以及控制参数的设计。提升单级PFC电路电压外环的动态响应能力，在输入功率变化的情况下，抑制输出侧的低频纹波，并保证稳定性。最后，研制了90W的样机，进行实验研究。 在第二部分中，则是对目前比较热门的交错并联BOOST PFC电路进行研究。与传统的BOOST PFC电路相比较，交错并联的拓扑使两路BOOST电路交错工作，使能量从多个变换电路转换到输出直流侧，这有助于解决开关管并联带来的可靠性问题，提升BOOST PFC电路的功率等级。本论文中针对这两种拓扑电路的特性进行分析，给出设计方法、比较功率器件的电压电流应力、损耗，以及这两种拓扑之间的差异。研制宽输入电压范围，400V/1200W输出的PFC电路样机。传统BOOST PFC电路开关频率为130kHz。交错并联BOOST PFC电路工作在降频模式，每一路的开关频率为65kHz，采用峰值电流模式控制方式。实际两路电流合成以后，两路纹波电流相互抵消，输入电流的开关频率被加倍，纹波电流减小。通过实验的方式，对交错并联的方案进行评估，进行实验研究。

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