论文摘要
随着电力电子技术的发展,对大功率、高性能的开关电源要求也越来越高。功率因数校正（PFC）技术是当前电力电子技术研究的热点问题。大多数电力电子装置通过整流器与电网接口,而传统的二极管或晶闸管整流装置会产生大量的谐波电流,对电网造成污染。许多国家和国际组织相继制定了一系列限制用电设备谐波的标准。有源功率因数校正技术能够有效的消除整流装置的谐波,因此具有广泛的应用前景。本文首先分析了开关电源的发展现状及发展要求,详细地阐述了开关电源的基本构成和基本组态。然后研究了ZVT-Boost软开关PFC电路的基本结构、基本工作原理及软开关实现原理,在此基础上确定了主电路结构,并制定了控制系统方案。鉴于功率要求,本文采用两级PFC电路。因此对常见的DC-DC变换器的拓扑结构、原理特性进行分析。并针对各自的变换器建立了简化模型,基于所建立的模型分析了变换器的特性,列出各变换器的优缺点及在设计开关电源时的选用原则。最后,对所设计的系统进行了仿真分析。本文根据用户的要求研究设计了一种大功率高性能开关电源。该开关电源分为前级和后级,前级为采用BOOST结构的单相有源功率因数校正电路,后级为采用移相控制软开关技术的全桥变换器。最后研制出了实验样机,并给出了实验样机的功率因数校正电路和移相全桥软开关变换电路的实验波形。
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摘要ABSTRACT目录第1章 绪论1.1 课题的研究意义1.2 开关电源的现状及发展要求1.3 开关电源的的基本构成和基本组态1.3.1 基本结构1.3.2 开关电源的分类1.3.3 开关电源常用的拓扑结构1.4 本论文的主要工作第2章 PFC软开关电路的原理和控制方法2.1 引言2.2 功率因数校正的工作原理2.2.1 功率因数基本概念2.2.2 功率因数校正技术的分类2.2.3 有源功率因数校正的实现2.2.3.1 有源功率因数校正电路的主电路结构2.2.3.2 有源功率因数校正电路分类2.3 软开关技术2.3.1 硬开关问题分析2.3.2 软开关的基本概念2.3.3 软开关电路的分类2.4 本章小结第3章 开关电源整体设计3.1 引言3.2 单级PFC变换器3.3 双级PFC变换器3.4 双级PFC变换器总体设计方框图3.5 技术指标3.6 仿真工具3.7 本章小结第4章 前级有源功率因数校正电路的设计4.1 引言4.2 传统的基于BOOST的PFC电路分析4.2.1 电路结构与原理的分析4.2.2 控制电路4.2.2.1 控制电路概述4.2.2.2 基于UC3854的APFC控制电路分析4.3 改进的PFC电路4.3.1 普通型PFC电路中存在的问题4.3.2 改进控制器的设计4.4 前级PFC电路软开关的设计4.4.1 常用ZVS-boost软开关变换器的工作原理4.4.2 改进型ZVT-boost软开关变换器的工作原理4.5 基于ZVC-BOOST电路的PFC仿真分析第5章 DC/DC变换器的设计5.1 引言5.2 移相全桥DC/DC变换器5.2.1 全桥直流变换器的基本结构5.2.2 全桥直流变换器的工作原理5.2.3 全桥变换器控制策略5.3 后级DC/DC移相全桥软开关功率变换器的设计5.3.1 次级篏位ZVZCS电路结构5.3.2 次级篏位ZVZCS工作原理5.3.3 参数设计考虑5.4 软开关全桥DC/DC电路的仿真研究5.5 本章小结第6章 整体框图和实验结果第7章 结论与展望7.1 全文总结7.2 展望参考文献致谢攻读学位期间的研究成果
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