基于单周期控制的高功率因数整流器的研究

发布时间：2017-03-18 23:05

  本文关键词：基于单周期控制的高功率因数整流器的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：谐波污染已引起世界各国的高度重视,功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法。论文阐明了功率因数校正的目的和意义,回顾了高功率因数整流器的各种拓扑结构及其控制策略,对新型大信号非线性控制技术即单周期控制技术进行了深入的研究,并把单周期控制技术成功的应用于单相、三相高功率因数整流器中。 论文首先推导了一种新型的基于单周期控制技术的单相通用PFC控制器,以Boost变换器为例分析了PFC控制器的控制规律,并给出了控制规律的稳定性分析。提出了一种新型的带中心抽头电感的Boost功率因数校正主电路,给出了详细的基于单周期控制的单相Boost高功率因数整流器的设计方案,完成了500W Boost功率因数校正器的试验样机。仿真与试验结果表明,基于单周期控制技术的单相高功率因数整流器的功率因数可达0.9811,控制方法简单、可靠和通用。 在单相高功率因数整流器研究的基础上,论文还进行了三相高功率因数整流器的研究。分析了基于单周期控制的三相PFC整流器的矢量工作原理,以三相三开关整流器为研究目标,提出了一种基于单周期控制技术的新型通用三相PFC控制器。完成了7kW的基于单周期控制的三相高功率因数整流器的方案设计,并给出了相应的仿真结果和试验验证。仿真结果表明,系统输入电流的总谐波畸变率(THD)仅为4.77%,功率因数可达0.99,实现了单位功率因数和低电流畸变。
【关键词】：单周期控制 功率因数校正(PFC) 谐波 整流器 积分器 仿真
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第一章 概述8-20
• 1．1 功率因数校正的目的与意义8-13
• 1．1．1 功率因数的定义8-9
• 1．1．2 谐波的危害及限制标准9-11
• 1．1．3 谐波抑制与改善功率因数的措施11-12
• 1．1．4 课题研究的目的和意义12-13
• 1．2 国内外研究现状13-18
• 1．2．1 研究背景13-14
• 1．2．2 研究现状14-17
• 1．2．2．1 功率因数校正技术的研究现状14-15
• 1．2．2．2 单周期控制技术的国内研究现状15-17
• 1．2．3 功率因数校正器的建模和仿真17
• 1．2．4 与其他技术的联系17-18
• 1．3 本文主要研究内容18-20
• 第二章 高功率因数整流器的拓扑结构与控制策略20-40
• 2．1 高功率因数整流器的拓扑结构20-23
• 2．1．1 单相PFC拓扑结构20-21
• 2．1．2 三相PFC拓扑结构21-23
• 2．1．2．1 三个单相Boost PFC变换器组成三相PFC整流器21
• 2．1．2．2 三相DCM单开关Boost整流器21-22
• 2．1．2．3 三相三开关Boost整流器22
• 2．1．2．4 三相CCM Boost整流器22
• 2．1．2．5 三相CCM Buck整流器22-23
• 2．2 PFC整流器的经典控制策略23-27
• 2．2．1 DCM控制模式24-25
• 2．2．2 CCM控制模式25-27
• 2．2．2．1 间接电流控制25
• 2．2．2．2 直接电流控制25-27
• 2．3 PFC整流器的新型控制策略27-30
• 2．3．1 PFC的新型控制策略27-29
• 2．3．2 控制策略的总结与展望29-30
• 2．4 单周期控制技术30-39
• 2．4．1 传统的反馈控制技术31-33
• 2．4．1．1 基本Buck变换器31
• 2．4．1．2 电压反馈控制31-32
• 2．4．1．3 电流模式控制32-33
• 2．4．2 单周期控制技术33-34
• 2．4．3 单周期控制技术的一般理论34-36
• 2．4．4 单周期控制技术的可行性分析36-39
• 2．5 本章小结39-40
• 第三章 基于单周期控制的单相高功率因数整流器的研究40-72
• 3．1 引言40
• 3．2 理论分析40-50
• 3．2．1 通用的PWM调制器42-43
• 3．2．2 单周期控制的单相PFC整流器的控制方式43-44
• 3．2．3 PFC控制器的应用44-47
• 3．2．4 稳定性分析47-50
• 3．2．4．1 工作过程分析47-48
• 3．2．4．2 稳定性分析48-50
• 3．3 主电路设计50-57
• 3．3．1 主电路的拓扑结构设计51-52
• 3．3．1．1 传统Boost功率因数校正电路存在的问题51-52
• 3．3．1．2 所提出的功率因数校正主电路52
• 3．3．2 输出电容参数设计52-53
• 3．3．3 升压电感设计53-54
• 3．3．4 吸收电路的设计54-55
• 3．3．5 开关器件的选择55-56
• 3．3．5．1 二极管的选择55-56
• 3．3．5．2 主开关管的选择56
• 3．3．6 电流传感检测技术56-57
• 3．4 控制电路参数设计57-59
• 3．4．1 积分器设计57
• 3．4．2 PI调节器设计57-58
• 3．4．3 时钟电路设计58-59
• 3．5 系统仿真59-61
• 3．5．1 仿真软件PSPICE概述59-60
• 3．5．2 仿真结果60-61
• 3．6 试验结果61-67
• 3．6．1 试验结果61-66
• 3．6．2 试验结果的对照与分析66-67
• 3．7 试验电路的改进67-70
• 3．7．1 纹波补偿67-68
• 3．7．2 DCM区间的抑制68-70
• 3．8 结论70-71
• 3．9 本章小结71-72
• 第四章 基于单周期控制的三相高功率因数整流器的研究72-100
• 4．1 单周期控制技术在三相升压整流器中的应用72-75
• 4．1．1 单周期控制的三相升压整流器72-74
• 4．1．2 基于单周期控制的三相PFC整流器的基本原理74-75
• 4．2 单周期控制的三相三开关PFC整流器的理论分析75-83
• 4．2．1 单周期控制的三相三开关升压整流器的基本工作原理75-79
• 4．2．2 所提出的三相PFC控制器79-83
• 4．3 单周期控制的三相三开关PFC整流器的设计83-96
• 4．3．1 主电路设计84-87
• 4．3．1．1 功率电路设计84
• 4．3．1．2 功率管的计算与选取84-85
• 4．3．1．3 输出电容的选取85-86
• 4．3．1．4 升压电感参数选择86
• 4．3．1．5 吸收电路参数选择86-87
• 4．3．2 三相PFC控制器的设计87-96
• 4．3．2．1 区间选择电路与编码器的实现87-90
• 4．3．2．2 绝对值电路90-91
• 4．3．2．3 多路开关的连接91-92
• 4．3．2．4 公式求和电路的实现92-93
• 4．3．2．5 时钟信号与复位脉冲的设置93-94
• 4．3．2．6 D触发器的设置94-95
• 4．3．2．7 开关管驱动信号的配置95
• 4．3．2．8 积分器的设置95-96
• 4．4 系统仿真96-99
• 4．4．1 仿真软件Saber概述96-97
• 4．4．2 仿真参数97-98
• 4．4．3 仿真结果98-99
• 4．5 本章小结99-100
• 第五章 结论与展望100-102
• 5．1 结论100-101
• 5．2 展望101-102
• 附录一 DCM导通角的推导102-104
• 参考文献104-110
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文110-111
• 致谢111-112

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张厚升;;单周控制的三相三开关高功率因数整流器[J];电工技术学报;2007年04期

2 姚苏毅;张哲民;杨喜军;杨兴武;;改进单周期控制的双向功率流三相PWM变换器[J];电气应用;2010年16期

3 张厚升;;单周期控制的单相高功率因数整流器研究[J];电力电子技术;2007年02期

4 吴小华;赵敬辉;雷涛;;单周期控制的高功率因数整流器稳定性分析[J];电力电子技术;2008年06期

5 杨喜军;姚苏毅;张哲民;;单周期控制的三相SPWM整流器[J];电力系统及其自动化学报;2011年01期

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7 张厚升;;基于IR1150的单相高功率因数整流器设计与实现[J];电力自动化设备;2007年06期

8 雷涛;张晓斌;林辉;赵敬辉;;单周期控制的三相PWM整流器的动态特性研究[J];电力自动化设备;2007年08期

9 李建科;王金全;金伟一;;小容量系统功率因数校正技术[J];电力自动化设备;2011年01期

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6 朱丽娟;交错并联Boost PFC的软开关技术研究[D];燕山大学;2012年

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  本文关键词：基于单周期控制的高功率因数整流器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：255153