三相零電流單開關(guān)降壓型功率因數(shù)校正變換器的研究.pdf

1、電能的控制和變換技術(shù)使用日益廣泛。傳統(tǒng)的AC-DC變換器采用的是整流橋和母線電容的非線性組合，這使輸入電流含有大量的諧波。大量的諧波污染了電網(wǎng)而且影響同一電網(wǎng)中用電設(shè)備的正常工作。
　　在高功率等級的應(yīng)用中，整流器一般使用三相PFC而軟開關(guān)的三相PFC可以提升變換器的功率密度以及效率。
　　本文首先介紹了功率因數(shù)校正技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及三相PFC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和常用的控制策略。對三相單開關(guān)零電流Buck PFC在一個工作周期

2、內(nèi)的工作過程和工作波形進(jìn)行了分析。
　　其次分析了三相ZCS單開關(guān)Buck PFC的工作特性，通過仿真分析找到了合適的滯環(huán)電壓控制上限電壓和環(huán)內(nèi)控制占空比，仿真結(jié)果說明滯環(huán)電壓控制可以降低相電流的THD含量。對校正電容的三角形接法接行了探究并給出了結(jié)論。采用滯環(huán)電壓控制和校正電容的三角形接法的結(jié)合進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果顯示該種組合可以有效的降低相電流的THD含量，THD含量低于5％。通過分析一個工作周期內(nèi)各處的電壓、電流波形特點

3、，推導(dǎo)了變換器的效率。將器件的參數(shù)代入效率公式，在假定輸入電壓和負(fù)載不變化的情形下，利用Matlab工具繪制了占空比的變化和效率的關(guān)系，從而對變換器的效率和輸出功率的選擇提供指導(dǎo)。
　　本文的最后設(shè)計了一臺1.5kW的實驗樣機(jī)，并給出了主電路器件的選擇和相應(yīng)電路的設(shè)計。給出了DSP控制程序的設(shè)計，并對一些重要的的子程序進(jìn)行了說明。搭建了實驗平臺，實驗結(jié)果表明:在額定輸出功率時，開關(guān)工作在零電流開關(guān)，電網(wǎng)側(cè)PF值接近于1，相電流TH

4、D含量為3.66％，低于5％，說明采用校正電容的三角形接法和滯環(huán)電壓控制的結(jié)合可以優(yōu)化THD。對變換器的效率進(jìn)行了測試，給出了測試曲線，測試數(shù)據(jù)顯示滿功率時的效率為92.02％，根據(jù)推導(dǎo)的效率，變換器輸出1.5kW功率時的效率為93.35％，效率測試值和計算值的誤差在1％左右。對效率數(shù)據(jù)的誤差以及滿功率時功率的損耗進(jìn)行了分析。測試了軟啟動功能，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行了分析。分析了樣機(jī)的空載損耗。測試了負(fù)載突變時的相電流和輸出電壓的變化，相電流