具有高功率因数的多路输出反激变换器的研究

摘要

由于反激式变换器不但具有体积小、重量轻、效率高、线路简洁、可靠性高等优点，而且还具有较强的自动均衡各路输出负载的能力，目前反激式变换器的电路拓扑形式已成为人们设计高频开关电源的辅助电源以及设计各种功率开关驱动电源的首选。
　　电网谐波污染及由此带来的危害越来越引起人们的关注，人们对电能质量的要求越来越高，如何有效地抑制和消除这些影响，研究人员做了许多有益的尝试，其中功率因数校正技术（PowerFactorCorrection，简称PFC）以其自身特有的优势日益成为研究热点。
　　本文以反激式变换器为研究对象，结合PFC技术，设计了一个具有多路输出且相互隔离的IGBT驱动电源。
　　详细分析了反激式变换器的两种工作状态，连续模式（ContinuousConductMode，简称CCM）和断续模式（DiscontinuousConductMode，简称DCM）以及各自的特点、应用场合，论证了两种工作状态的临界模式，从电路参数的角度明确了二者的界限，同时还介绍了DCM模式下PFC的基本原理，为后面的设计奠定理论基础；通过对整个变换器系统建立准确的数学模型，对此变换器的电路结构做了进一步的研究，定性、定量地分析了变换器各部分的工作状态，为仿真和实验参数的确定以及电路参数的优化提供理论依据；从稳态分析的角度，为系统建立了动态小信号状态方程并推导出系统的传递函数，利用matlab对系统进行仿真，进而根据仿真结果以及PFC的相关理论对系统进行校正，采用在电压环加入零点—极点补偿器的设计方案，得到了满意的系统特性并且保证了PFC的顺利实现；最后，在前面所做工作的基础上，结合设计要求计算出此变换器系统中每个元器件的数值，利用Pspice对其进行了仿真、优化，然后根据仿真结果搭建了硬件电路。仿真波形和实验电路的实验结果表明：该变换器的各项性能指标达到了设计要求，验证了设计方案的可行性以及理论分析的正确性。

目录

具有高功率因数的多路输出 反激变换器的研究

RESEARCH ON HIGH POWER FACTOR FLYBACK CONVERTER WITH MULTI-OUTPUT

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 开关电源的发展概况

1.3 功率因数校正技术综述

1.4 DC-DC变换器动态分析方法概述

1.5 本课题的主要研究内容

第2章 变换器工作模态分析

2.1 变换器工作模式分析

2.2 变换器组成原理及模态分析

2.3 临界状态分析

2.4 本章小结

第3章 多路输出反激变换器系统的数学模型

3.1 输入整流回路

3.2 变压器原边绕组回路

3.3 变压器副边绕组回路

3.4 RCD吸收电路

3.5 电压反馈回路

3.6 输出滤波电容

3.7 本章小结

第4章 系统的稳态分析与校正

4.1 不连续导电模式下的状态空间平均法

4.2 控制系统的参数设计

4.3 本章小结

第5章 实验电路的设计及实验结果分析

5.1 实验电路的设计

5.2 电路仿真分析

5.3 实验波形与分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢