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一种改进的三相boost型双管PFC变换电路的研究
作 者: 魏炜
导 师: 李晓帆
学 校: 华中科技大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 功率因数校正技术 双管PFC DCM 软开关 电流谐波
分类号: TM46
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
下 载: 371次
引 用: 3次
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内容摘要
AC/DC 变换器是电力电子装置中最为常用的一种变换器,为了减小其对电网的污染、提高输入功率因数,人们正在广泛使用功率因数校正(PFC)技术。目前,单相功率因数校正技术已比较成熟,但三相功率因数校正技术仍处于需进一步研究开发阶段。近年来,工作于电流断续模式的三相有源功率因数校正AC/DC 变换器吸引了许多研究人员的兴趣。这种控制策略具有控制简单,成本低,效果好的优点。然而,在应用于某些工业场合及通信领域,传统的三相功率因数校正电路存在着谐波电流较大的缺点,特别是应用于由柴油发电机组构成的小型三相电网时,该矛盾更为突出。本文针对三相boost 型双管PFC 电路,提出一种改进方案,可以有效减小谐波电流含量。本文以对比为主线,将改进的三相boost 型PFC 电路与双管方案进行比较。首先简要分析了三相boost 单管PFC 电路; 然后详细分析了三相boost 型双管PFC 电路,给出该电路工作时的9 个模态,指出该电路的PFC 效果与开关管占空比存在的关系,详细分析双管PFC 电路5 次谐波较大的原因。接着,本文针对双管电路存在的缺点提出一种改进方案,详细分析该改进电路的工作原理。本文第四章给出PSPICE 软件仿真结果,将改进方案与双管方案在不同占空比下的PFC 效果进行比较,进一步证明改进方案的正确性及可行性。然后设计了一台实验装置,介绍了电路中一些参数和元件的选取,以及控制电路的各个组成部分和功能。最后给出了实验装置的实验波形和实测数据。本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了这种改进的三相boost 型双管功率因数校正变换电路的合理性和可行性。与传统的变换器相比,以较小的改进换取了较大的PFC 效果的改进,比较有实用价值。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 1 绪论 8-18 1.1 电力电子技术概述 8-11 1.2 现代电力电子器件 11-13 1.3 电力电子变换器及应用 13-15 1.4 AC/DC 变换器及其谐波和功率因数概述 15-17 1.5 本文研究的主要内容 17-18 2 PFC 技术及几种带三相PFC 的AC/DC 变换器 18-30 2.1 功率因数的基本概念 18-20 2.2 PFC 技术及其发展 20-22 2.3 有源功率因数校正的基本原理 22-26 2.4 几种带三相PFC 的AC/DC 变换器 26-29 2.5 小结 29-30 3 一种改进的三相BOOST 型双管PFC 变换电路 30-54 3.1 谐波电流要求 30 3.2 三相BOOST 型单管PFC 变换电路 30-32 3.3 三相BOOST 型双管PFC 变换电路 32-38 3.4 改进的三相BOOST 型双管PFC 变换电路 38-46 3.5 变换器工作于DCM 模式的临界条件分析 46-51 3.6 变换器输入电流的谐波分析 51-53 3.7 小结 53-54 4 仿真分析 54-59 4.1 未改进的三相双管PFC 电路仿真 54-56 4.2 改进后的三相双管PFC 电路仿真 56-58 4.3 小结 58-59 5 实验电路的设计及实验结果 59-74 5.1 主电路的设计 59-62 5.2 控制电路的设计 62-66 5.3 保护电路 66-68 5.4 实验结果 68-73 5.5 小结 73-74 6 全文总结 74-76 致谢 76-77 参考文献 77-81 附录 81
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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