机载三相功率因数校正器的设计与实现
发布时间:2021-03-24 21:22
针对装备系统对高可靠性的三相功率因数校正器的实际需求,本课题以三相功率因数校正技术及其在机载条件下的应用为主要的研究对象,在深入分析当今功率因数校正理论和技术原理的基础上,拟对三相电压输入的高效数字控制功率因数校正技术展开研究,并完成三相功率因数校正器的设计。本课题重点研究三相功率因数校正技术、电源数字控制技术、两级级联拓扑设计技术、并联均流技术以及超大功率密度设计技术。主要内容如下:1.研究高性能功率因数校正拓扑,设计了一种可适应宽输入交流电压范围、高效率、低谐波的三相六开关降压型功率因数校正+交错升压型DC/DC变换器两级拓扑结构,满足机载输出电压等级,解决浪涌电流问题,降低整机系统设计复杂性,减小电路体积,提高电路可靠性。2.研究数字控制功率因数校正算法,为了满足功率因数和谐波要求,采用空间电压矢量控制(SVPWM)方法,针对不同输入交流电压都可实现高功率因数、低谐波效果,控制方法成熟、简单,降低复杂性,便于数字化实现。3.研究高性能直接数字并联均流技术,为满足系统的大电流负载和冗余备份要求,本电源模块须具有并联均流功能。为保证各电源模块输出电流的平均分配,使各模块具有相同的电流...
【文章来源】:电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:86 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
TPW33-EIR16.5/9/8磁芯
第二章辅助供电反激变换器设计实现及测试结果23+10V+15V图2-9两路输出电压纹波图2-10是开关管源级流过电流经过采样电阻后的波形。从图中可以看出,当开关管关断后,电感迅速电流下降到零,而电流恢复时是从零点开始,从而说明反激变换器工作在DCM模式,符合设计要求。图中电流波形未见振荡,可反映电路调节器状态稳定。图2-10采样电流波形图2-11是开关管的漏极和栅极两端电压的波形。从图中可以看出,电压有一个明显的关断尖刺和一个振荡的过程。振荡是因为在变压器原边开关管关断后变压器的绕组电感和电路中电容产生了谐振的原因。仿真电路中增加的变压器两端
电子科技大学硕士学位论文24的钳位电路就是为了防止振荡电压过高损坏器件而设置的。本电路实际工作时,电压尖峰约为509V,在开关管的承受范围内,并且裕量较大,可保证开关管的长期稳定工作。图2-11开关管漏源极电压表2-1是电源模块效率测试的数据,Pi、Po是电源的输入功率和输出功率,η是效率。从数据中可以看出,在轻载时效率低于设计值75%,而在负载大于20W时效率可满足指标要求。由于本电路工作时的子电路供电需求较稳定,基本可大于20W,所以实际工作效率指标达到了设计的要求。表2-1效率测试VinPo(W)Pi(W)η(%)250V1520.772.42026.475.7253278.1280V1520.872.12026.176.52531.878.52.4总结本章首先对反激型变换器的三种工作模式的输出特性进行了分析和说明,对三种模式的优缺点进行了详细的比较,明确了它们各自的优缺点及适用的场合,并结合三相降压型功率因数校正器具体的工作状态,确定变换器工作在电流断续(DCM)模式是符合要求的;依据技术指标的要求,选择了interSil公司的专用集成电源控制芯片,参考器件的数据手册设计了工作电路,再依据DCM模式下变压器的设计方法对平面变压器进行了设计,确保反激电源在全负载范围内都可以工
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于数字控制技术的LLC电源并联均流的研究[J]. 万志华,王建军,吴春燕,谭文华. 电力电子技术. 2018(09)
[2]全数字锁相的高功率因素三相三线Vienna整流电路研究[J]. 胡国珍,马学军,罗坤,方支剑. 湖北理工学院学报. 2017(02)
[3]三相三开关降压型PWM整流器的研究[J]. 段恋鸿,张代润,黄钰. 电气技术. 2017(01)
[4]不同调制策略下的6开关Buck整流器与SWISS整流器综合比较[J]. 肖玥,封焯文. 大功率变流技术. 2016(06)
[5]新型三相单开关功率因数校正器的研究[J]. 周倩倩,张波涛,刘振兴. 电子器件. 2016(03)
[6]一种DSP控制的三相降压型PFC电路的研究[J]. 俞鹏飞,徐大林,祝振华. 电子测量技术. 2015(12)
[7]基于PR调节器的PFC控制技术研究及应用[J]. 游剑波,梁博,卓森庆,李发顺,张嘉鑫. 制冷与空调. 2015(11)
[8]基于PR控制的PFC电流谐波抑制[J]. 孙宏宇. 电源世界. 2015(07)
[9]基于CCM的BoostPFC变换器的研究[J]. 孙强,赵子龙,陈桂涛,黄西平. 电力电子技术. 2014(01)
[10]高频大功率开关电源结构的热设计[J]. 何文志,丘东元,肖文勋,张波. 电工技术学报. 2013(02)
博士论文
[1]微网系统并/离网特性与控制策略研究[D]. 黄杏.北京交通大学 2013
[2]电力电子变换器外特性下垂并联控制方法研究[D]. 韦统振.中国科学院研究生院(电工研究所) 2004
硕士论文
[1]维也纳整流器研究[D]. 魏亚坤.合肥工业大学 2018
[2]三相三线制三电平维也纳整流器的研究与设计[D]. 腾云亮.合肥工业大学 2017
[3]三相电路中单周期控制功率因数校正技术的研究[D]. 唐言宾.河北工业大学 2016
[4]基于DSP的三相六开关高功率因数整流器的研究[D]. 贺鸿.广东工业大学 2015
[5]基于VIENNA整流器的机载电源PFC研究[D]. 赵小品.哈尔滨工业大学 2015
[6]降压型功率因数校正系统研究[D]. 王友阳.武汉理工大学 2015
[7]基于单周控制的三相四桥臂PWM整流器研究[D]. 王鼎.浙江工业大学 2015
[8]交错并联有源功率因数校正器的研究[D]. 郑航.重庆大学 2014
[9]基于单周期控制的三相VIENNAPFC电路设计[D]. 雷云.西安科技大学 2013
[10]开关电源并联均流系统的研究[D]. 曹长春.河北工业大学 2012
本文编号:3098416
【文章来源】:电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:86 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
TPW33-EIR16.5/9/8磁芯
第二章辅助供电反激变换器设计实现及测试结果23+10V+15V图2-9两路输出电压纹波图2-10是开关管源级流过电流经过采样电阻后的波形。从图中可以看出,当开关管关断后,电感迅速电流下降到零,而电流恢复时是从零点开始,从而说明反激变换器工作在DCM模式,符合设计要求。图中电流波形未见振荡,可反映电路调节器状态稳定。图2-10采样电流波形图2-11是开关管的漏极和栅极两端电压的波形。从图中可以看出,电压有一个明显的关断尖刺和一个振荡的过程。振荡是因为在变压器原边开关管关断后变压器的绕组电感和电路中电容产生了谐振的原因。仿真电路中增加的变压器两端
电子科技大学硕士学位论文24的钳位电路就是为了防止振荡电压过高损坏器件而设置的。本电路实际工作时,电压尖峰约为509V,在开关管的承受范围内,并且裕量较大,可保证开关管的长期稳定工作。图2-11开关管漏源极电压表2-1是电源模块效率测试的数据,Pi、Po是电源的输入功率和输出功率,η是效率。从数据中可以看出,在轻载时效率低于设计值75%,而在负载大于20W时效率可满足指标要求。由于本电路工作时的子电路供电需求较稳定,基本可大于20W,所以实际工作效率指标达到了设计的要求。表2-1效率测试VinPo(W)Pi(W)η(%)250V1520.772.42026.475.7253278.1280V1520.872.12026.176.52531.878.52.4总结本章首先对反激型变换器的三种工作模式的输出特性进行了分析和说明,对三种模式的优缺点进行了详细的比较,明确了它们各自的优缺点及适用的场合,并结合三相降压型功率因数校正器具体的工作状态,确定变换器工作在电流断续(DCM)模式是符合要求的;依据技术指标的要求,选择了interSil公司的专用集成电源控制芯片,参考器件的数据手册设计了工作电路,再依据DCM模式下变压器的设计方法对平面变压器进行了设计,确保反激电源在全负载范围内都可以工
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于数字控制技术的LLC电源并联均流的研究[J]. 万志华,王建军,吴春燕,谭文华. 电力电子技术. 2018(09)
[2]全数字锁相的高功率因素三相三线Vienna整流电路研究[J]. 胡国珍,马学军,罗坤,方支剑. 湖北理工学院学报. 2017(02)
[3]三相三开关降压型PWM整流器的研究[J]. 段恋鸿,张代润,黄钰. 电气技术. 2017(01)
[4]不同调制策略下的6开关Buck整流器与SWISS整流器综合比较[J]. 肖玥,封焯文. 大功率变流技术. 2016(06)
[5]新型三相单开关功率因数校正器的研究[J]. 周倩倩,张波涛,刘振兴. 电子器件. 2016(03)
[6]一种DSP控制的三相降压型PFC电路的研究[J]. 俞鹏飞,徐大林,祝振华. 电子测量技术. 2015(12)
[7]基于PR调节器的PFC控制技术研究及应用[J]. 游剑波,梁博,卓森庆,李发顺,张嘉鑫. 制冷与空调. 2015(11)
[8]基于PR控制的PFC电流谐波抑制[J]. 孙宏宇. 电源世界. 2015(07)
[9]基于CCM的BoostPFC变换器的研究[J]. 孙强,赵子龙,陈桂涛,黄西平. 电力电子技术. 2014(01)
[10]高频大功率开关电源结构的热设计[J]. 何文志,丘东元,肖文勋,张波. 电工技术学报. 2013(02)
博士论文
[1]微网系统并/离网特性与控制策略研究[D]. 黄杏.北京交通大学 2013
[2]电力电子变换器外特性下垂并联控制方法研究[D]. 韦统振.中国科学院研究生院(电工研究所) 2004
硕士论文
[1]维也纳整流器研究[D]. 魏亚坤.合肥工业大学 2018
[2]三相三线制三电平维也纳整流器的研究与设计[D]. 腾云亮.合肥工业大学 2017
[3]三相电路中单周期控制功率因数校正技术的研究[D]. 唐言宾.河北工业大学 2016
[4]基于DSP的三相六开关高功率因数整流器的研究[D]. 贺鸿.广东工业大学 2015
[5]基于VIENNA整流器的机载电源PFC研究[D]. 赵小品.哈尔滨工业大学 2015
[6]降压型功率因数校正系统研究[D]. 王友阳.武汉理工大学 2015
[7]基于单周控制的三相四桥臂PWM整流器研究[D]. 王鼎.浙江工业大学 2015
[8]交错并联有源功率因数校正器的研究[D]. 郑航.重庆大学 2014
[9]基于单周期控制的三相VIENNAPFC电路设计[D]. 雷云.西安科技大学 2013
[10]开关电源并联均流系统的研究[D]. 曹长春.河北工业大学 2012
本文编号:3098416
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