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单相Boost功率因数校正技术研究

作　者: 昌建军
导　师: 严仰光；孟小利
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 升压变换器功率因数校正数字信号处理器电感电流断续模式电感电流临界连续模式电感电流连续模式软开关技术
分类号: TM714
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 15次
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内容摘要

电力电子产品的广泛应用,对电网造成了严重的谐波污染。这使得功率因数校正技术成为电力电子研究的热点之一。九十年代以来,功率因数校正技术取得了长足的进展,提出了许多新颖的功率因数校正原理及拓扑结构。随着高速度、廉价的数字信号处理器的出现,数字控制技术与功率因数校正技术的结合为后者提供了更强有力的手段和方法。本文对 Boost 电路的功率因数校正技术进行了分析和研究。第一章为绪论,主要介绍了功率因数校正技术以及数字信号处理器的发展情况,说明了课题的研究背景和目的。第二章分为两部分,其一是电感电流断续模式的功率因数校正技术,分析了其工作原理,推导了 DCM 约束关系和电感参数设计公式,基于 MC56F8013 芯片制作了一台原理样机;其二,对由模拟控制芯片实现的临界连续工作模式的功率因数校正方法进行了设计与实验验证。第三章介绍了DSP芯片的产生发展以及本文采用的DSP芯片的基本性能,详细叙述了由该芯片实现的数字功率因数校正技术和方法,并进行了实验验证。第四章着重介绍基于 DSP 的具有软开关的功率因数校正技术,并给出实验结果与分析。最后,第五章为全文小结,总结了整个课题的研究内容,并提出进一步工作设想。

全文目录

第一章绪论  13-18
  1.1 功率因数校正技术概述  13-14
  1.2 数字信号处理技术概述  14-16
  1.3 课题背景和研究目的  16-17
  1.4 本文研究的主要内容  17-18
第二章电感电流临界连续和断续模式PFC技术  18-35
  2.1 引言  18
  2.2 有源功率因数校正的基本原理和控制方法  18-19
  2.3 电感电流断续模式DCM功率因数校正技术  19-27
    2.3.1 MC56F8013 芯片特点与资源介绍  20
    2.3.2 电路工作状态  20-21
    2.3.3 电感电流断续时的导通比与输入功率因数  21-24
    2.3.4 DCM电感的设计  24-25
    2.3.5 控制程序  25-26
    2.3.6 实验结果  26-27
  2.4 电感电流临界连续模式BCM功率因数校正技术  27-34
    2.4.1 MC34262 芯片的特点与基本性能  29-30
    2.4.2 BCM的约束关系（开关周期公式）  30-31
    2.4.3 电路参数设计  31-33
    2.4.4 实验结果与分析  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章电感电流连续模式的数字功率因数校正技术  35-58
  3.1 引言  35
  3.2 MC56F8323 芯片介绍  35-41
    3.2.1 MC56F8323 的主要特性  36
    3.2.2 MC56F8323 的外设资源  36-38
      3.2.2.1 脉宽调制模块PWM  37
      3.2.2.2 模数转换器ADC  37
      3.2.2.3 定时器单元TIMER  37-38
      3.2.2.4 通信模块  38
    3.2.3 MC56F8323 外围电路  38-41
      3.2.3.1 供电电路  39
      3.2.3.2 BDM调试工具  39-40
      3.2.3.3 复位电路  40
      3.2.3.4 串口电路  40-41
  3.3 数字控制的CCM模式PFC电路设计  41-53
    3.3.1 Boost型PFC电路主功率器件参数  42-45
      3.3.1.1 设计要求  42
      3.3.1.2 主功率器件参数设计与选择  42-45
    3.3.2 Boost型PFC电路的数字控制方法  45-49
      3.3.2.1 电流数字正弦给定的PFC算法  46-48
      3.3.2.2 数字功率因数校正的整体方案  48-49
    3.3.3 数字功率因数校正的软件设计  49-53
  3.4 仿真与实验  53-56
    3.4.1 Matlab仿真  53-54
    3.4.2 系统实验  54-56
  3.5 本章小结  56-58
第四章基于DSP的软开关功率因数校正技术  58-76
  4.1 引言  58
  4.2 软开关方案与工作原理  58-62
    4.2.1 ZVT Boost软开关技术  59
    4.2.2 工作模态分析  59-62
  4.3 系统设计  62-68
    4.3.1 辅助电路硬件设计  63-66
    4.3.2 最小占空比  66
    4.3.3 采样调理电路与驱动电路  66-67
    4.3.4 硬件保护  67-68
  4.4 软件方案  68-72
    4.4.1 交错PWM波形与ZVT_PWM波形的生成  68-70
    4.4.2 程序配置与流程  70-72
  4.5 试验结果分析  72-75
  4.6 本章小结  75-76
第五章结束语  76-78
  5.1 全文小结  76
  5.2 进一步工作展望  76-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
攻读硕士期间发表的论文  82

单相Boost功率因数校正技术研究

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