單相功率因數(shù)校正電路的拓撲與控制研究.pdf

1、功率因數(shù)校正技術(shù)（Power Factor Correction，PFC）就是研究如何采用適當?shù)耐負浣Y(jié)構(gòu)和控制手段，使輸入的電流值跟隨輸入電壓波形，在交流電向直流電轉(zhuǎn)換的過程當中，保證高功率因數(shù)（0．95以上）。相關(guān)的電路拓撲已經(jīng)比較成熟，大量地應(yīng)用在各類電力電子裝置當中。更新的研究大部分都著眼于如何提升PFC電路的效率和功率密度，并且降低成本。 本課題也將跟隨這一研究思路，在第一部分當中，對單級隔離型的功率因數(shù)校正電路進行研究

2、。首先對現(xiàn)有的單級拓撲和控制方案進行分析，討論其在應(yīng)用中所面臨的技術(shù)難點。在此基礎(chǔ)上，針對90W左右的小功率應(yīng)用場合，提出了4種基于耦合PFC電感和反激式電路的單級PFC拓撲結(jié)構(gòu)，并給出其兩種箝位電路，分析了電路在變壓器勵磁電感電流工作于斷續(xù)和臨界連續(xù)模式下的特性，給出電路參數(shù)和變壓器的優(yōu)化設(shè)計方法。保證輸入電流滿足IEC61000—3—2中關(guān)于CLASS D的諧波標準，同時抑制儲能電容電壓在一定值以下。本論文中采用平均化的狀態(tài)空間平均

3、方法，建立單級PFC電路的小信號模型，分析其控制特性以及控制參數(shù)的設(shè)計。提升單級PFC電路電壓外環(huán)的動態(tài)響應(yīng)能力，在輸入功率變化的情況下，抑制輸出側(cè)的低頻紋波，并保證穩(wěn)定性。最后，研制了90W的樣機，進行實驗研究。 在第二部分中，則是對目前比較熱門的交錯并聯(lián)BOOST PFC電路進行研究。與傳統(tǒng)的BOOST PFC電路相比較，交錯并聯(lián)的拓撲使兩路BOOST電路交錯工作，使能量從多個變換電路轉(zhuǎn)換到輸出直流側(cè)，這有助于解決開關(guān)管并聯(lián)

4、帶來的可靠性問題，提升BOOST PFC電路的功率等級。本論文中針對這兩種拓撲電路的特性進行分析，給出設(shè)計方法、比較功率器件的電壓電流應(yīng)力、損耗，以及這兩種拓撲之間的差異。研制寬輸入電壓范圍，400V/1200W輸出的PFC電路樣機。傳統(tǒng)BOOST PFC電路開關(guān)頻率為130kHz。交錯并聯(lián)BOOST PFC電路工作在降頻模式，每一路的開關(guān)頻率為65kHz，采用峰值電流模式控制方式。實際兩路電流合成以后，兩路紋波電流相互抵消，輸入電流的