带功率因数校正的移相全桥电路的研究

论文摘要

功率因数校正技术在开关电源中已经占据了重要的地位,这项技术能有效的解决电网日益严重的谐波污染问题,提高电网的使用效率。而零电压零电流软开关技术是实现高频化的关键技术。本文研究的是带有功率因数校正的移相全桥电路。由前级交错并联BoostPFC电路和后级移相全桥电路组成。在文中详细分析了前级和后级电路的工作原理,推导了系统的开环传递函数。具体阐述了电路的控制方法,前级采用的是基于UC3854的平均电流控制方法,后级采用的是基于UC3875的峰值电流控制方法。详细介绍了各个器件的参数计算并选定型号,并用MATLAB7.0画出了系统开环传递函数的bode图,验证了设计的可行性。最后,研制了一台1000W的实验样机,分析了关键点的实验波形。实验结果表明,电路功率因数达到0.99,全桥电路工作稳定,软开关得到了很好的实现,降低了电压电流应力以及能量的损耗,电压纹波也控制在理想的范围内,取得了满意的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究的意义
• 1.2 功率因数校正（PFC）技术
• 1.2.1 功率因数校正原理及方法
• 1.2.2 APFC电路拓扑
• 1.3 软开关技术
• 1.4 本文的研究目标和内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 交错并联Boost PFC电路的分析
• 2.1 交错并联电路的分析
• 2.1.1 交错并联主电路工作状态分析
• 2.2 交错并联电路控制策略的研究
• 2.2.1 交错并联电路的电压电流环传递函数的研究
• 2.2.2 分频技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 移相全桥电路的分析
• 3.1 移相全桥主电路的分析
• 3.2 电路的软开关分析
• 3.2.1 超前桥臂开关管的零电压软开关
• 3.2.2 滞后桥臂开关管的零电流软开关
• 3.2.3 整流二极管的自然换流分析
• 3.2.4 副边占空比丢失分析
• 3.4 移相全桥电路的控制电路的研究
• 3.4.1 移相全桥电路电流内环的设计
• 3.4.2 峰值电流控制策略
• 3.4.3 斜坡补偿分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 前级交错并联Boost PFC电路的的设计
• 4.1 整个系统的设计规格
• 4.2 前级交错并联Boost PFC主电路的设计
• 4.2.1 开关频率的选取
• 4.2.2 耦合电感的设计
• 4.2.3 输入电容与输出电容的选取
• 4.2.4 功率器件的选取
• 4.3 控制电路的设计
• 4.3.1 控制芯片UC3854介绍
• 4.3.2 控制芯片外围参数设计
• 4.3.3 分频电路的设计
• 4.3.4 驱动电路的设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 后级移相全桥电路的设计
• 5.1 移相全桥主电路设计
• 5.1.1 输入滤波电容的选取
• 5.1.2 高频变压器的设计
• 5.1.3 开关管的选取
• 5.1.4 隔直电容的选取
• 5.1.5 饱和电感的设计
• 5.1.6 输出滤波电感的设计
• 5.1.7 整流二极管的选取
• 5.1.8 输出滤波电容的选取
• 5.2 移相全桥控制电路的设计
• 5.2.1 控制芯片UC3875介绍
• 5.2.2 控制电路的设计
• 5.3 设计驱动电路
• 5.4 本章小结
• 第六章 实验结果分析
• 6.1 实验结果分析
• 6.2 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文与研究成果