学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

单相航空电源功率因数校正技术研究

作　者: 范凯
导　师: 谢少军
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 航空电源 功率因数校正 平均电流控制 单周期控制 Boost型PFC变换器 过零畸变 电流相位超前补偿
分类号: V242.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 85次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


有源功率因数校正(PFC)技术能够有效减小整流电路输入电流的谐波含量和提高电路的功率因数(PF),已得到了广泛的研究和应用。在航空电源系统中,由于电源的基波频率较高及高效率要求对开关频率的限制,目前的功率因数校正变换器开关频率与电源频率之比相比工频领域应用较小。较小的开关频率与电源频率之比导致中频功率因数校正变换器的性能受到限制。本文针对开关频率与电源频率之比较小的有源PFC技术进行研究。论文首先分析了Boost型PFC变换器的工作原理,给出了功率电路参数设计准则,分析了散热器体积和电感体积与开关频率的关系,在此基础上以变换器体积为优化设计目标,选定开关频率为30kHz。研究了Boost型PFC变换器的平均值电流控制策略,基于UCC3817控制芯片设计了控制电路,给出了控制电路各参数的设计方法,并研制了250W的原理样机,仿真和实验表明,在30kHz开关频率与400Hz电源频率条件下,变换器输入电流出现过零畸变。推导了基于平均电流控制的Boost型PFC变换器电流内环传递函数,分析了输入电流相位超前输入电压的原因,指出输入电流相位超前是引起电流过零畸变的根本因素。针对输入电流相位超前问题,设计了输入电流相位超前补偿网络(LPAC),并进行了相关实验验证,加入LPAC后,输入电流过零畸变得到了明显改善。最后,对Boost型PFC变换器的单周期控制进行了初步的研究。搭建了基于IR1150S单周期控制芯片的Boost型PFC变换器的实验样机,进行了原理性的仿真和实验研究。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-20
  1.1 课题背景  12-13
  1.2 功率因数校正技术的发展概况  13
  1.3 航空电源功率因数校正变换器的输入电流过零畸变问题  13-15
  1.4 输入电流过零畸变的解决方案  15-18
    1.4.1 占空比前馈方案  15
    1.4.2 预算法控制  15-16
    1.4.3 无桥新拓扑  16-17
    1.4.4 交错并联技术和多电平技术  17-18
  1.5 本文的主要内容  18-20
第二章 Boost 型航空电源 PFC 变换器功率电路设计  20-33
  2.1 Boost 型 PFC 变换器的功率电路拓扑  20
  2.2 功率电路参数设计  20-23
  2.3 开关频率的选取  23-32
    2.3.1 散热器的体积与开关频率的关系  24-31
    2.3.2 升压电感的体积与开关频率的关系  31-32
    2.3.3 优化的开关频率  32
  2.4 小结  32-33
第三章 Boost 型航空电源 PFC 变换器的平均值电流控制策略  33-42
  3.1 基于平均值电流控制的 Boost 型 PFC 变换器的基本原理  33-34
  3.2 控制电路的设计  34-40
    3.2.1 UCC3817 控制芯片简介  34-36
    3.2.2 采样电阻  36
    3.2.3 开关频率的设置电路  36
    3.2.4 软启动电路  36
    3.2.5 输入电压波形采样电路  36-37
    3.2.6 前馈电压信号产生电路  37-38
    3.2.7 电流环调节器  38
    3.2.8 电压环调节器  38-40
  3.3 仿真和实验研究  40-41
    3.3.1 仿真研究  40-41
    3.3.2 实验研究  41
  3.4 小结  41-42
第四章 过零畸变问题分析及解决方案研究  42-51
  4.1 输入电流过零畸变问题的分析  42-45
    4.1.1 Boost 型PFC 变换器输入电流相位超前的原因  42-44
    4.1.2 Boost 型PFC 变换器的输入电流过零畸变  44-45
    4.1.3 引起输入电流过零畸变的因素  45
  4.2 输入电流相位超前补偿网络的设计  45-48
  4.3 实验研究  48-50
  4.4 小结  50-51
第五章 Boost 型航空电源 PFC 变换器的单周期控制策略  51-64
  5.1 单周期控制理论  51-52
  5.2 Boost 型 PFC 变换器的单周期控制原理  52-54
  5.3 基于 IR1150S 的 Boost 型 PFC 变换器的设计  54-62
    5.3.1 单周期控制芯片 IR1150S 介绍  54-57
    5.3.2 开关频率fs选择  57
    5.3.3 电流环及过流保护设计  57-59
    5.3.4 软启动设计  59-60
    5.3.5 电压环及过压保护设计  60-62
  5.4 仿真与实验  62-63
    5.4.1 仿真结果  62-63
    5.4.2 实验结果  63
  5.5 本章小结  63-64
第六章 结束语  64-66
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
在学期间的研究成果及发表的学术论文  71

相似论文

  1. 基于单周期控制策略的新型高效率PFC电路研究,TM46
  2. 单相Boost功率因数校正电路拓扑及控制算法的研究,TM461
  3. 工业风机用无刷直流电机设计与驱动控制研究,TM33
  4. 路灯用LED驱动电源的研究和设计,TM46
  5. 高功率因数开关电源的研究与实现,TN86
  6. 双管正激式单级PFC变换器的研究,TM46
  7. 基于单相无桥拓扑有源PFC的变频热泵热力站电源研究,TM46
  8. 高功率因数软开关中频变频器的研究,TM921.51
  9. 高频整流调压电路软开关技术及功率因数校正,TM46
  10. 基于LLC谐振电路的高效率AC/DC变换技术研究,TM461.5
  11. 基于DSP的数字控制单级桥式功率因数校正技术研究,TM461.5
  12. 基于APFC的高频PWM单相整流器研究,TM46
  13. 基于DSP的大功率三相APFC的研制,TM714.1
  14. 双模式有源功率因数校正专用集成电路的设计,TM46
  15. 基于CUK变换器的APFC电路研究与设计,TM46
  16. 基于单周期控制的功率因数校正技术的研究,TM46
  17. 光伏并网逆变器单周期控制研究,TM464
  18. 单转子永磁同步空调压缩机驱动控制系统的研究,TM925.12
  19. 单相三电平功率因数校正电路的研究,TM46
  20. 永磁直驱风力发电机PFC整流器的控制策略,TM461
  21. 无极灯高频发生器的研究与设计,TM923.4

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 电气设备 > 电源系统
© 2012 www.xueweilunwen.com