单周控制功率因数校正技术研究

论文摘要

单周控制(One Cycle Control,OCC)作为一种新型的控制方式在功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路中得到广泛地应用。单周控制PFC技术不需要乘法器,无需采样输入电压,简化了控制电路的设计。本文首先阐述了单周控制单相Boost型PFC的工作原理,并分析了单周控制的核心参数——积分时间常数的变化给单相功率因数校正效果带来的影响,用仿真和实验证明了分析的正确性。然后分别分析了单周控制PFC技术应用在三相六开关全桥结构、三相三开关双Boost并联结构、三相三开关三电平(VIENNA)结构和可物理解耦的VIENNA结构中的工作原理,建立了仿真模型,给出了相应的仿真结果,比较了各自的优缺点。本文的第四章详细阐述了一台1.5kW三相四线制输入单周控制VIENNA高功率因数整流器的设计过程,并进行了实验验证,实验结果验证了分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 谐波与功率因数
• 1.2.1 谐波的产生和危害
• 1.2.2 功率因数的定义
• 1.3 功率因数校正（PFC）技术的发展及研究概况
• 1.3.1 单相APFC 技术的发展及研究概况
• 1.3.2 三相APFC 技术的发展及研究概况
• 1.4 论文研究的目的和主要内容
• 第二章 单周控制单相功率因数校正技术
• 2.1 单周控制理论
• 2.2 单周控制单相Boost 型 PFC 工作原理
• 2.2.1 单管Boost 结构单周控制PFC 技术
• 2.2.2 无桥双Boost 结构单周控制PFC 技术
• 2.2.3 三电平Boost 结构单周控制PFC 技术
• 2.3 单周控制单相Boost 型 PFC 中积分时间常数的影响
• 2.4 仿真与实验验证
• 2.4.1 仿真验证
• 2.4.2 实验样机设计
• 2.4.3 实验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 单周控制三相功率因数校正技术
• 3.1 引言
• 3.2 三相六开关全桥结构的单周控制PFC 技术
• 3.2.1 工作原理
• 3.2.2 仿真分析
• 3.3 三相三开关双 Boost 并联结构单周控制PFC 技术
• 3.3.1 工作原理
• 3.3.2 控制电路部分硬件实现方案
• 3.3.3 仿真分析
• 3.4 三相三开关三电平（VIENNA）结构单周控制 PFC 技术
• 3.4.1 工作原理
• 3.4.2 仿真分析
• 3.5 物理解耦的VIENNA 结构单周控制 PFC 技术
• 3.5.1 工作原理
• 3.5.2 仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 单周控制 VIENNA 整流器设计与实验
• 4.1 引言
• 4.2 功率电路设计
• 4.2.1 输入高频滤波电容选取
• 4.2.2 升压电感设计
• 4.2.3 输出滤波电容选取
• 4.2.4 功率开关管选取
• 4.2.5 整流桥选取
• 4.2.6 功率二极管选取
• 4.3 控制电路与驱动电路设计
• 4.3.1 开关频率选择
• 4.3.2 输入电流检测及过流保护设计
• 4.3.3 软启动设计
• 4.3.4 电压环及过压保护设计
• 4.3.5 驱动电路设计
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 攻读硕士学位期间所获得的奖励
• 附录