基于临界模式Boost PFC的传导电磁干扰分析

发布时间：2017-07-29 09:05

  本文关键词：基于临界模式Boost PFC的传导电磁干扰分析

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【摘要】：Boost电路具有结构简单、功率因数高、输入电流脉动小等优点,是功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)变换器中常用拓扑之一。Boost PFC变换器可以工作在电感电流连续模式(Continuous Current Mode, CCM)、临界连续模式(Critical Continuous Current Mode, CRM)和断续模式(Discontinuous Current Mode, DCM)。本文研究了单路CRM Boost PFC变换器。首先分析了在不同工作状态下,单个开关周期内,电感电流峰值、有效值、开关频率的表达式,并给出了相应的变化曲线。并简单分析了控制方式,包括电压型和电流型,其中电流型包括平均电流控制和峰值电流控制型。本文采用峰值电流控制方法控制PWM波,并同时控制MOSFET的通断。同时,设计分析升压电感,开关管、以及输出电容的参数,并选定适用元器件的型号。在实验中发现,电路中的寄生参数对电路特性存在较大的影响,电感电流发生非理想的反冲现象,因此进一步分析了由于寄生电容和输入电感谐振的机理,并给出了电路谐振时,电感电流的表达式。最后利用MATLAB/Simulink建立了CRM Boost PFC的理想模型与非理想模型,验证了理论的正确性。最后,研制出了输入90-265V,输出400V的实际硬件电路,实际测量结果与方针结果基本吻合。研究了CRM Boost PFC变换器的传导差模电磁干扰。首先建立了EMI接收机数学模型,包括中频滤波器、包络检波器、峰值检波器、准峰值检波器以及均值检波器的介绍。利用高频数字示波器以及电流探头,测得电路中的输入电感电流,再利用EMI接收机数学模型计算分析输入电感电流,得到传导差模电磁干扰的预估值,并绘制频谱曲线。继而利用EMI接收机数学模型分析计算CRM Boost PFC变换器在不同输入电压和输入功率下的传导差模干扰频谱的变化规律,根据传导差模电磁干扰特性,可有效指导滤波器的设计。
【关键词】：功率因素校正 Boost变换器 电感电流反冲 EMI接收机 传导电磁干扰
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 电磁兼容技术背景8-10
• 1.2 Boost功率因数校正变换器10-12
• 1.3 CRM Boost PFC变换器的传导电磁干扰12
• 1.4 研究意义和研究内容12-14
• 1.4.1 研究意义12-13
• 1.4.2 研究内容13-14
• 第二章 CRM Boost PFC变换器设计14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 CRM Boost PFC变换器14-18
• 2.2.1 工作原理14-17
• 2.2.2 控制方式17-18
• 2.3 参数设计18-23
• 2.3.1 Boost电感的设计18-19
• 2.3.2 功率器件和输出电容的选择19-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 CRM Boost PFC变换器寄生参数建模24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 Boost PFC变换器寄生参数建模24-26
• 3.3 对输入电压不同情况下电感电流的分析26-29
• 3.3.1 情况一：整流电压大于一半输出电压26-27
• 3.3.2 情况二：整流电压小于一半输出电压27-29
• 3.4 CRM Boost PFC电路仿真与实验29-35
• 3.4.1 基于MATLAB软件的CRM Boost PFC电路仿真与分析29-33
• 3.4.2 CRM Boost PFC电路实验结果分析33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 CRM Boost PFC变换器的差模传导电磁干扰分析36-57
• 4.1 引言36
• 4.2 差模干扰频谱的测试原理36-37
• 4.3 EMI接收机数学模型建立37-41
• 4.4 CRM Boost PFC变换器的传导差模干扰频谱分析41-56
• 4.4.1 电感脉动电流与开关频率分析41-43
• 4.4.2 电感脉动电流的谐波分量分析43-45
• 4.4.3 传导差模干扰频谱分析45-48
• 4.4.4 传导差模滤波器转折频率分析48-52
• 4.4.6 实验验证52-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 工作总结与展望57-58
• 5.1 本文的主要工作57
• 5.2 下一步要做的工作57-58
• 参考文献58-62
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文62-63
• 致谢63

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本文编号：588359