2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、為了消除電網(wǎng)諧波污染、提高功率因數(shù),需在電子設(shè)備的輸入端加有源功率因數(shù)校正(Active Power Factor Correction,APFC)變換器。傳統(tǒng)恒定開關(guān)頻率的PFC變換器可工作于不連續(xù)導(dǎo)電模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)和連續(xù)導(dǎo)電模式(Continuous Conduction Mode,CCM)。負(fù)載較輕時(shí)設(shè)計(jì)變換器工作于DCM,但此時(shí)開關(guān)管電流應(yīng)力較大,僅可適用于功率小于25

2、0W的場(chǎng)合;負(fù)載較重時(shí)設(shè)計(jì)變換器工作于CCM,但為了減小因輸出電壓工頻紋波而導(dǎo)致的輸入電流畸變,需要降低電壓反饋控制環(huán)的低通濾波器截止頻率(一般僅為10~20Hz),嚴(yán)重影響了PFC變換器對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力。
  針對(duì)DCM和CCM PFC變換器技術(shù)存在的問(wèn)題,本論文提出并研究了一種新穎的、恒定開關(guān)頻率的、工作于三態(tài)偽連續(xù)導(dǎo)電模式(Pseudo Continuous Conduction Mode,PCCM)的PFC變換器技

3、術(shù),它或通過(guò)增加額外的功率開關(guān)管,或通過(guò)控制開關(guān)管的時(shí)序,使PFC變換器的儲(chǔ)能電感電流或儲(chǔ)能電容電壓在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)建立三個(gè)工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定和高功率因數(shù)(Power Factor, PF)這兩個(gè)PFC變換器控制目標(biāo)的解耦。因此,與CCM PFC變換器的雙閉環(huán)控制器相比,三態(tài)PCCM PFC變換器的控制環(huán)路為獨(dú)立的電壓控制環(huán)和電流控制環(huán),既降低了控制環(huán)路的設(shè)計(jì)難度,又可提高電壓控制環(huán)路的帶寬,具有較快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度。此外,與

4、DCM PFC變換器相比,三態(tài)PCCM PFC變換器的儲(chǔ)能電感不受工作模式的限制,可應(yīng)用于較寬的負(fù)載范圍。
  本論文提出并系統(tǒng)地研究了三態(tài)PCCM Boost PFC變換器,通過(guò)在Boost變換器電感兩端并聯(lián)功率開關(guān)管和二極管,為電感電流提供續(xù)流通路,使電感電流再一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)存在三個(gè)工作狀態(tài)。論文對(duì)三態(tài)PCCM Boost PFC變換器進(jìn)行了詳細(xì)的分析,對(duì)它的穩(wěn)態(tài)特性、控制器設(shè)計(jì)、網(wǎng)側(cè)輸入電流、PF值等進(jìn)行了深入研究。雖然研究

5、結(jié)果表明三態(tài)PCCM Boost PFC變換器具有良好的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能,但是由于增加了額外的功率開關(guān)管,因此降低了變換器效率。為此,本論文進(jìn)一步提出了工作于三態(tài)PCCM的兩開關(guān)Buck-Boost PFC變換器,基于兩開關(guān)Buck-Boost PFC變換器本身存在兩個(gè)功率開關(guān)管的特性,通過(guò)控制開關(guān)組合方式使其工作于三態(tài)PCCM,在獲得良好穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能的同時(shí),利用開關(guān)管導(dǎo)通損耗低于二極管導(dǎo)通損耗的特性,可提高兩開關(guān)三態(tài)PCCM Buck

6、-Boost PFC變換器效率。
  為了拓展三態(tài)PCCM PFC變換器技術(shù)的應(yīng)用范圍,本論文提出并研究了三態(tài)PCCM Flyback PFC變換器,將其應(yīng)用于隔離型PFC變換器拓?fù)洹Q芯拷Y(jié)果表明,與傳統(tǒng)DCM Flyback PFC變換器相比,三態(tài)PCCM Flyback PFC變換器可降低開關(guān)管承受的電壓應(yīng)力,具有較寬的負(fù)載范圍,可應(yīng)用于需要隔離的且負(fù)載功率較大的場(chǎng)合。
  根據(jù)對(duì)偶原理,本論文進(jìn)一步提出并研究將三態(tài)PC

7、CM PFC變換器技術(shù)應(yīng)用于非隔離型CUK和隔離型SEPIC PFC變換器。通過(guò)在中間儲(chǔ)能電容(過(guò)渡電容)上串聯(lián)一個(gè)開關(guān)管,使得非隔離型CUK和隔離型SEPIC PFC變換器的中間儲(chǔ)能電容電壓在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)存在三個(gè)工作狀態(tài)。利用時(shí)間平均等效分析法對(duì)三態(tài)PCCM CUK PFC變換器進(jìn)行直流穩(wěn)態(tài)特性分析,結(jié)果表明,其可等效為Boost變換器與Buck變換器的級(jí)聯(lián)。因此,與傳統(tǒng)DCM和CCM CUK PFC變換器相比,三態(tài)PCCM CUK

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