基于谐波注入和ZCT技术的三相单开关Boost型PFC的研究

摘要

随着社会科技的发展,现代电力电子器件越来越多的应用于各种电器设备,因此整流的应用日益增多.常规的整流器由于多采用桥式整流和电容滤波而使得输入电流畸变严重,高次谐波严重干扰自身系统和电网其他设备,导致电网电源污染及各种各样设备无法正常工作.谐波的消除越来越受到关注及重视.当前主要有被动和主动两种方式来消除谐波:被动方式就是在系统中有专用的设备来消除谐波;主动方式由于设备自身既能整流又兼有消除谐波的能力显然具有比被动方式更优越的性能.而三相有源功率因数校正技术就是一种应用于中高等级功率方面的主动方式.最近,低价格高性能的前级三相功率因数变换器越来越受到关注,而该文研究的三相单开关升压整流器就是一种性价比较高的应用于中功率等级的具有功率因数校正的拓扑形式.该文研究的主要重点是把谐波注入和ZCT软开关技术应用于传统恒定开关频率的三相单开关升压整流器.6次谐波注入技术可以有效的减少三相单开关升压整流器输入电流的谐波含量.这种方法使用6次谐波注入来减小输入电流中占主导地位的5次谐波.其结果可以满足THD低于10﹪的要求,而输出电压增益也可以设计降到2.45;并且满足IEC61000-3-2标准.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1校正的目的和意义

1.1.1谐波的基本概念

1.1.2功率因数的定义

1.1.3常规整流电路是谐波源

1.1.4功率因数校正原理

1.1.5功率因数校正是防治谐波的最好方法

1.2三相功率因数校正技术的发展及现状

1.2.1三相PFC的工作模式和主要拓扑形式

1.2.2展望

1.3论文的主要工作

第二章三相单开关Boost型PFC的基础

2.1引言

2.2电路的工作原理

2.2.1工作模式

2.2.2电路输入特性

2.2.3电路输出特性

2.3本章小节

第三章三相单开关Boost型PFC的模型

3.1引言

3.2新型简化大信号模型

3.2.1原电路平均输出电流表达式

3.2.2简化电路的输出电流表达式

3.2.3简化模型的参数的确定

3.3单开关Boost型PFC小信号模型

3.4本章小节

第四章谐波注入与ZCT软开关技术

4.1引言

4.2谐波注入技术

4.2.1谐波注入法的提出

4.2.2谐波注入系数的优化

4.2.3谐波注入电路

4.3软开关(ZCT)电路

4.4本章小节

第五章三相单开关PFC的设计

5.1主电路

5.1.1参数设计

5.1.2 Boost电感的设计方法

5.1.3磁芯的选择

5.1.4半导体器件选择

5.1.5输出滤波电容的选取

5.2控制电路

5.3反馈环路的设计

5.4 EMI滤波电路的设计

5.5 PFC模块的损耗分析

5.5.1主开关管IGBT的损耗

5.5.2续流二极管的损耗

5.5.3磁性元件的损耗

5.6信号驱动

5.7 PCB布线及散热

5.8本章小节

第六章电路调试及试验波形

6.1信号驱动

6.2功率因数校正

6.3谐波注入

6.4 ZCT软开关技术

6.5反馈环路

6.6EMI滤波器

6.7本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文情况

致谢

附录