基于无桥PFC及三电平逆变的高效UPS设计

发布时间：2023-12-08 20:26

　　UPS(不间断电源Uninterruptible Power Supply)是提供优质电能并保证电力供应连续的电力电子装置。在众多种类的UPS中,在线式UPS具有性能好,匹配度高的特点,因此其应用最为广泛。传统的在线式UPS多为模拟控制或者模拟与数字相结合的控制系统,结构复杂、体积庞大、集成化程度低且价格昂贵。经过对欧美市场的深入调查和研究,本文针对部分高端用户群体,研发了一种基于DSP的在线式UPS,这是一种功能完备、性能优异的全数字化控制的UPS。由于采用了DSP数字控制芯片,我们可以将先进的控制算法应用于UPS的控制系统,这进一步提高了此款UPS的性能和各项指标。本文主要对这款具有高功率因数、高效率、低噪音的在线式UPS的设计原理及具体计算思路进行说明。首先,本文介绍了UPS电源的发展现状和未来发展趋势,并讨论了推广UPS的数字化技术的重要性和必然性。其次,本文从UPS的硬件设计角度出发,详细介绍了整个电源的设计思路、设计方法以及最终的成果,对所用的拓扑选取,包括无桥PFC电路,三电平逆变电路,分别进行讲解与说明,并增加了具体的计算过程,对设计的可行性进行了确认。确定主功率参数后...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 概述
        1.1.1 UPS的分类和特点
        1.1.2 数字技术在UPS中的应用
    1.2 UPS的发展趋势
    1.3 本课题的研究意义及内容
第二章 无桥PFC硬件设计
    2.1 功率因数校正
        2.1.1 功率因数校正的概念
        2.1.2 PFC技术的发展
    2.2 PFC电路拓扑分析
        2.2.1 有桥PFC拓扑
        2.2.2 无桥PFC拓扑
    2.3 PFC控制策略的研究
        2.3.1 DCM控制策略
        2.3.2 CCM控制策略
    2.4 PFC主电路设计
        2.4.1 主电路拓扑结构选择及控制分析
        2.4.2 功率电感计算
        2.4.3 功率开关管及二极管的选择
        2.4.4 输出滤波电容选择
    2.5 仿真结果与分析
    2.6 本章小结
第三章 三电平逆变硬件设计
    3.1 逆变控制策略研究
    3.2 三电平逆变介绍
        3.2.1 二极管钳位型
        3.2.2 飞跨电容型
        3.2.3 H桥级联型
    3.3 逆变主电路设计
        3.3.1 主电路拓扑结构选择及拓扑分析
        3.3.2 输出滤波回路计算
        3.3.3 功率器件选择
    3.4 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 UPS样机设计与实验
    4.1 样机总体结构
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 输出电压测试
        4.2.2 整机效率测试
        4.2.3 功率因数
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 后续展望
致谢
参考文献



本文编号：3871093