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基于APFC的高频PWM单相整流器研究

作　者: 闫兵权
导　师: 邹云屏
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 有源功率因数校正 Boost APFC 双管正激DC/DC PFC/PWM复合控制器模型分析
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

基于APFC高频PWM单相整流器不仅实现了开关电源的高功率因数校正,减小开关电源对电网的无功污染和谐波污染,同时增加了整流器的转换效率,降低线路损耗、节约能源。因其有良好的输入输出特性基于APFC高频PWM单相整流器有着广泛的应用市场。因此,本文对基于APFC高频PWM单相整流器的功率因数校正、谐波抑制和小型化作了具体地分析。本文在综合国内外有关文献的基础上,综述了单相APFC整流器的发展历程、现状和趋势、优缺点及其适用范围,详细介绍了单相APFC整流器的工作原理,主要的电路拓扑结构和APFC的控制技术,其中重点分析了连续导电控制技术。在前面理论分析的基础上,对单相APFC整流器的电路结构进行了方案设计。本文比较几种电路的优缺点,采用了Boost APFC和双管正激DC/DC结合的两级电路结构,建立Boost APFC电路和双管正激DC/DC电路的模型。通过模型设计并分析了Boost APFC的电流内环和电压外环的双环控制电路,双管正激DC/DC的控制电路,同时详细分析和处理了Boost APFC控制电路的谐波,最后通过Matlab仿真验证了设计的可行性。本文分析了Boost APFC电路和双管正激DC/DC电路的工作原理,设计了功率变换电路参数和器件选型,重点进行了高频变压器的设计。介绍了ML4824控制芯片的PFC/PWM复合控制特点,突出的是其APFC和PWM级分别采用了上升沿和下降沿的控制方式,减小了APFC输出电容和输出电压上的电压纹波。结合控制芯片设计了APFC级DC/DC级控制电路的参数。在理论分析和电路设计的基础上,搭建了单相APFC整流器平台,进行了样机实验,并对实验结果进行了整理和分析。实验结果表明,采用该单相APFC高频PWM整流器能满足设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 本课题研究的目的和意义  9
  1.2 功率因数校正技术的发展简述  9-11
  1.3 本文所做的工作  11-12
2 单相APFC 电路与控制技术  12-21
  2.1 单相APFC整流器的概述  12-13
  2.2 单相APFC整流器电路拓扑结构  13-16
  2.3 单相APFC的控制技术  16-19
  2.4 本章小结  19-21
3 单相APFC整流器系统模型分析  21-33
  3.1 单相APFC整流器方案设计  21-23
  3.2 APFC级电路的建模与分析  23-30
  3.3 DC/DC级电路的建模与分析  30-31
  3.4 本章小结  31-33
4 单相APFC整流器电路设计和实验分析  33-58
  4.1 APFC 级主电路参数设计  33-36
  4.2 DC/DC 级主电路参数设计  36-46
  4.3 控制电路设计  46-52
  4.4 EMI滤波器设计  52-55
  4.5 实验结果与分析  55-57
  4.6 本章小结  57-58
5 全文总结  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

基于APFC的高频PWM单相整流器研究

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