降压型功率因数校正的研究

发布时间：2017-03-18 16:02

  本文关键词：降压型功率因数校正的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：接入电网的整流器负载会导致输入电流波形发生畸变,使高次谐波电流注入电网,降低了电网的稳定性和可靠性。大量的电气安全事故使人们意识必须限制高次谐波电流分量,这时功率因数校正技术变得尤为重要。本文介绍了功率因数校正技术、功率因数校正的类型以及相应的控制方法。目前常用的是升压型功率因数校正电路,但是不能实现过电流/短路保护功能,输出电压较高,不利于后级变换器的设计。针对升压型功率因数校正的问题,本文研究了降压型功率因数校正,分析了过去人们不采用降压型功率因数校正的原因;并从理论上分析了降压型功率因数校正电路的可实现性和可用性。功率因数并不一定要将输入电流波形校正为正弦波,只要满足EN61000-3-2标准即可。本文对降压型功率因数校正电路工作原理和工作过程进行了分析,重点研究了降压功率因数校正电路的驱动方式和输出电压检测方法,以及开关管、电感、电容、二极管等功率器件的选择依据。对降压型功率因数校正电路进行了实验验证,通过对输入电流波形和高次谐波电流值分析,找出符合标准的实验结果,并在符合标准的实验结果中找出电路效率最高时的工作状态。通过对降压型功率因数校正的工作过程分析和实验验证,证明了降压型功率因数校正是一种可实现可应用的功率因数校正方式。降压型功率因数校正电路输出电压适中,具有过电流/短路保护功能,极大地简化了后级变换器的设计,适用于高功率密度电源适配器和基站电源等应用场合。
【关键词】：降压型变换器 功率因数校正 总谐波畸变率 输出电压 效率
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 功率因数发展历史10-12
• 1.3 发展方向12
• 1.4 课题研究内容12-14
• 2 功率因数校正技术14-20
• 2.1 功率因数14-15
• 2.1.1 相位差14-15
• 2.1.2 谐波失真15
• 2.2 功率因数校正类型15-18
• 2.2.1 无源功率因数校正17
• 2.2.2 有源功率因数校正17-18
• 2.3 功率因数校正控制方法18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 3 有源功率因数校正20-31
• 3.1 反激型功率因数校正电路20-23
• 3.1.1 非隔离型反激式PFC电路20
• 3.1.2 隔离型反激式PFC电路20-23
• 3.1.3 反激式功率因数校正的问题23
• 3.2 升压型功率因数校正23-25
• 3.2.1 升压型PFC电路23-24
• 3.2.2 交错并联Boost PFC电路24-25
• 3.2.3 升压型PFC的一些局限25
• 3.3 降压型功率因数校正25-30
• 3.3.1 降压型PFC与理想PFC的差距25-26
• 3.3.2 降压型PFC的原理26-28
• 3.3.3 降压型PFC的优势28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4 降压型PFC电路分析31-43
• 4.1 降压PFC电路的驱动31-32
• 4.2 降压PFC输出电压检测32-34
• 4.2.1 电平转换32-33
• 4.2.2 差分放大器33-34
• 4.2.3 高端误差放大器加光耦34
• 4.3 开关频率的选择34-35
• 4.4 降压型PFC输出电压的选择35-37
• 4.4.1 输出电压和导通角35
• 4.4.2 输入电压与导通角35-36
• 4.4.3 建议输出电压36-37
• 4.5 电容的选择37-39
• 4.5.1 保持时间与电压纹波37-39
• 4.5.2 电压纹波对功率因数的影响39
• 4.6 电感设计39-42
• 4.7 二极管和MOS管的选择42
• 4.8 本章小结42-43
• 5 实验结果与分析43-58
• 5.1 测试要求43-44
• 5.1.1 基本要求43
• 5.1.2 测试仪器及测试思路43-44
• 5.2 输入电压对PF和THD的影响44-49
• 5.2.1 输入电压有效值 90V44-45
• 5.2.2 输入电压有效值 100V45-46
• 5.2.3 输入电压有效值 110V46-47
• 5.2.4 输入电压有效值 120V47-49
• 5.3 输出电压对PF和THD影响49-56
• 5.3.1 输出电压 70V49-50
• 5.3.2 输出电压 80V50-51
• 5.3.3 输出电压 90V51-52
• 5.3.4 输出电压 100V52-53
• 5.3.5 输出电压 110V53-56
• 5.4 损耗分析56-57
• 5.4.1 开关管导通损耗56
• 5.4.2 开关管开关损耗56
• 5.4.3 电感损耗56-57
• 5.4.4 二极管损耗57
• 5.4.5 输出滤波电容ESR损耗57
• 5.5 本章小结57-58
• 6 结论58-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63
• 附录 实验原理图与PCB布局图63-65

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