交错降压型功率因数校正变换器研究
发布时间：2021-07-14 19:50
由单相交流供电的直流电源中广泛采用升压变换器作为前端变换电路进行功率因数校正。对于低压直流电源,升压功率因数校正带来的问题是给后续变换电路带来较高的电压应力。采用降压型功率因数校正,能在后续变换电路中采用低压开关器件,降低电路成本,也简化后续电路的设计。虽然降压变换器实现功率因数校正具有电路结构简单的优点,但也有其不足,尤其对于较大功率应用,需要进一步降低输入电流谐波和减小输出电压纹波。本文针对低电压直流应用,研究降压型功率因数校正问题,为获得较大的输出功率,采用交错控制技术,以提高等效开关频率,有利于交流侧谐波抑制,同时采用耦合电感进一步抑制直流纹波。本文首先论述单相整流电路的功率因数校正技术现状,分析了降压型变换器的工作原理以及交错并联技术的工作原理,然后,对电感耦合的交错并联降压型功率因数校正系统的工作过程进行分析,并建立了变换器的小信号模型。在变换器理论分析基础上,设计了电感耦合的交错并联降压型功率因数校正电路方案。最后,采用峰值电流控制的控制策略,对交错并联降压型功率因数校正电路进行仿真实验与分析,表明了电感耦合交错并联降压型功率因数校正电路对降低输入电流谐波、提高输入功率因...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
输出电流纹波比值和占空比D关系
占空比D图 2-11 两种变换器的电容电流有效值与占空比关系在两相交错并联降压型变换器里，这两个参数之间存在以下关系2( )21(1 2 ) (1 2 ) ,0 0.52( )1(2 2 ) (2 2 ) ,0 12C parallelD D DI DD D D < ≤ = < < （-11 给出了我们讨论的两种拓扑结构里，电容电流有效值与占空比结果。由图可以得到以下结论：两相交错并联降压型拓扑结构较压型拓扑，电容的最大脉动值下降了几乎一倍，因此，对基本降用两相交错并联技术，能够显著地减小电容的器件应力，而对整说，获得了更好的可靠性[31]。对单相降压型拓扑相关特性的分析，负载电流与电感电流的平均过电容的电流源自于电感电流的脉动。但是对于两相交错型的降级降压型变换器平分流过变换器的输入电流，因此，交错并联降的支路电流是输入电流的二分之一[32]。为了对两个拓扑产生的磁
1 2o odv vC i idt R = + 状态空间平均模型显然不属于线性化的，对于本课题的主要研究的变换器，我们假定扰动信号比稳态信号小得多，并且选取稳态值附近，给占空比 )、2d (t )各加入小信号扰动量，设定扰动量为：L1= L2， IL1= IL2,1 2d ( t ) d (t ) d (t )∧ ∧ ∧= = ,1 2( ) ( ) ( )L L Li t i t i t∧ ∧ ∧= = ,1 2D =D状态平均方程微分方程形式[ ][ ][ ]1 1112112 21 1 1 2 222( )( ) ( ) ( )( )( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )Lin in oLin in oooL L L LL DdtL DdtCd i tv t V d t v td i tv t V d t v td v t vDti t DdtI d t i t I d tR∧∧ ∧ ∧∧∧ ∧ ∧∧∧∧ ∧ ∧ ∧= + + + + + ==（3-28）依据式（3-28）得到系统等效电路，如图 3-9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带耦合电感的交错并联断续Buck变换器研究[J]. 贾月朋,李陆军,崔景安,穆增汉. 通信电源技术. 2017(03)
[2]一种峰值电流模两相交错Buck转换器[J]. 王磊,崔庆,刘迪军,林福江. 微电子学. 2017(01)
[3]便携式电子产品电源的低功耗设计和管理[J]. 程宇林. 科技风. 2016(05)
[4]两相交错并联同步Buck变换器的设计与仿真[J]. 赖联有. 电源技术. 2012(08)
[5]新型降压PFC与CRM升压APFC的性能比较研究[J]. 林伟,任重远. 电源学报. 2011(03)
[6]软开关技术发展现状的研究[J]. 王星云,王平,陈莲华. 装备制造技术. 2008(10)
[7]基于PLECS的Buck变换器模糊PID控制[J]. 孔凡燕,潘庭龙. 现代电子技术. 2008(19)
[8]交错并联同步Buck转换器的电压滞环控制研究[J]. 周俊杰,魏艳君,侯士江. 电力电子技术. 2008(06)
[9]一种新颖的Buck-PFC变换器研究[J]. 胡雪峰. 电气应用. 2007(11)
[10]有源功率因数校正器的控制策略综述[J]. 毛鸿,吴兆麟. 电力电子技术. 2000(01)
博士论文
[1]采用耦合电感的交错并联Boost PFC变换器[D]. 杨飞.南京航空航天大学 2013
[2]数字DC-DC变换器动态性能和系统稳定性提高方法研究[D]. 佟强.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]低纹波输出的多相交错并联Buck变换器研究[D]. 高青.哈尔滨工业大学 2017
[2]电动汽车充电电源的研究与设计[D]. 朱修敏.西华大学 2017
[3]降压型功率因数校正的研究[D]. 赵子龙.辽宁工业大学 2016
[4]交错并联功率因数校正电路及其数字控制研究[D]. 杨荣德.武汉理工大学 2014
[5]适用于交错并联电路的新型耦合电感[D]. 徐立刚.南京航空航天大学 2009
[6]交错技术在开关电源中的应用研究[D]. 何晓琼.西南交通大学 2003
本文编号：3284784
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
输出电流纹波比值和占空比D关系
占空比D图 2-11 两种变换器的电容电流有效值与占空比关系在两相交错并联降压型变换器里，这两个参数之间存在以下关系2( )21(1 2 ) (1 2 ) ,0 0.52( )1(2 2 ) (2 2 ) ,0 12C parallelD D DI DD D D < ≤ = < < （-11 给出了我们讨论的两种拓扑结构里，电容电流有效值与占空比结果。由图可以得到以下结论：两相交错并联降压型拓扑结构较压型拓扑，电容的最大脉动值下降了几乎一倍，因此，对基本降用两相交错并联技术，能够显著地减小电容的器件应力，而对整说，获得了更好的可靠性[31]。对单相降压型拓扑相关特性的分析，负载电流与电感电流的平均过电容的电流源自于电感电流的脉动。但是对于两相交错型的降级降压型变换器平分流过变换器的输入电流，因此，交错并联降的支路电流是输入电流的二分之一[32]。为了对两个拓扑产生的磁
1 2o odv vC i idt R = + 状态空间平均模型显然不属于线性化的，对于本课题的主要研究的变换器，我们假定扰动信号比稳态信号小得多，并且选取稳态值附近，给占空比 )、2d (t )各加入小信号扰动量，设定扰动量为：L1= L2， IL1= IL2,1 2d ( t ) d (t ) d (t )∧ ∧ ∧= = ,1 2( ) ( ) ( )L L Li t i t i t∧ ∧ ∧= = ,1 2D =D状态平均方程微分方程形式[ ][ ][ ]1 1112112 21 1 1 2 222( )( ) ( ) ( )( )( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )Lin in oLin in oooL L L LL DdtL DdtCd i tv t V d t v td i tv t V d t v td v t vDti t DdtI d t i t I d tR∧∧ ∧ ∧∧∧ ∧ ∧∧∧∧ ∧ ∧ ∧= + + + + + ==（3-28）依据式（3-28）得到系统等效电路，如图 3-9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带耦合电感的交错并联断续Buck变换器研究[J]. 贾月朋,李陆军,崔景安,穆增汉. 通信电源技术. 2017(03)
[2]一种峰值电流模两相交错Buck转换器[J]. 王磊,崔庆,刘迪军,林福江. 微电子学. 2017(01)
[3]便携式电子产品电源的低功耗设计和管理[J]. 程宇林. 科技风. 2016(05)
[4]两相交错并联同步Buck变换器的设计与仿真[J]. 赖联有. 电源技术. 2012(08)
[5]新型降压PFC与CRM升压APFC的性能比较研究[J]. 林伟,任重远. 电源学报. 2011(03)
[6]软开关技术发展现状的研究[J]. 王星云,王平,陈莲华. 装备制造技术. 2008(10)
[7]基于PLECS的Buck变换器模糊PID控制[J]. 孔凡燕,潘庭龙. 现代电子技术. 2008(19)
[8]交错并联同步Buck转换器的电压滞环控制研究[J]. 周俊杰,魏艳君,侯士江. 电力电子技术. 2008(06)
[9]一种新颖的Buck-PFC变换器研究[J]. 胡雪峰. 电气应用. 2007(11)
[10]有源功率因数校正器的控制策略综述[J]. 毛鸿,吴兆麟. 电力电子技术. 2000(01)
博士论文
[1]采用耦合电感的交错并联Boost PFC变换器[D]. 杨飞.南京航空航天大学 2013
[2]数字DC-DC变换器动态性能和系统稳定性提高方法研究[D]. 佟强.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]低纹波输出的多相交错并联Buck变换器研究[D]. 高青.哈尔滨工业大学 2017
[2]电动汽车充电电源的研究与设计[D]. 朱修敏.西华大学 2017
[3]降压型功率因数校正的研究[D]. 赵子龙.辽宁工业大学 2016
[4]交错并联功率因数校正电路及其数字控制研究[D]. 杨荣德.武汉理工大学 2014
[5]适用于交错并联电路的新型耦合电感[D]. 徐立刚.南京航空航天大学 2009
[6]交错技术在开关电源中的应用研究[D]. 何晓琼.西南交通大学 2003
本文编号：3284784
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