高频电荷泵功率因数校正AC/DC变换器的研究

摘要

随着谐波对电网污染的日益严重,功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)技术作为消除谐波的有效手段而成为电力电子技术的一个研究热点.该文针对于功率因数校正技术中的一个较新的电路拓扑——高频电荷泵功率因数校正电路展开论述,该拓扑出现较晚并且还不成熟,在电力电子设备中应用也比较少.但是该电路拓扑结构简单、性能优良,具有深远的研究意义.

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第一章绪论

1.1功率因数校正的意义

1.2功率因数的定义

1.2.1功率因数的定义

1.2.2功率因数与输入电流谐波总畸变率的关系

1.3 IEC1000-3-2电流谐波限制标准

1.4常用的功率因数校正技术介绍

1.4.1无源LC滤波法

1.4.2填谷式功率因数校正方法

1.4.3两级有源功率因数校正方法

1.4.4单级有源功率因数校正方法

1.5高频电荷泵功率因数校正技术的介绍

1.6功率因数校正技术的发展趋势

1.7本文的主要工作和研究意义

第二章高频电荷泵功率因数校正电路的拓扑分析

2.1电容滤波型整流电路降低功率因数产生谐波畸变的原因分析

2.2 PFC电路应具有的输出特性分析及高频电荷泵PFC电路形成过程

2.3高频电荷泵电路拓扑实现PFC的可行性分析

2.3.1高频电荷泵PFC电路模型的工作原理

2.3.2电荷泵电路实现PFC的条件推导

2.4本章小结

第三章高频电荷泵PFC AC/DC变换器电路分析

3.1高频电荷泵PFC电路分析

3.1.1高频电荷泵PFC电路的工作过程分析

3.1.2高频电荷泵PFC电路主要参数设计

3.2半桥DC/DC变换器的分析

3.2.1半桥DC/DC变换器的工作过程分析

3.2.2半桥电路拓扑的抗不平衡能力分析

3.3电路控制策略

3.3.1控制原理介绍

3.3.2补偿网络的设计

3.4本章小结

第四章实验电路设计

4.1主电路的设计及元器件选取

4.1.1高频电荷泵PFC电路参数设计

4.1.2半桥分压电容、主功率开关管、输出整流桥的选取

4.1.3功率变压器的设计

4.1.4防磁偏电容的计算

4.1.5输出滤波器的设计

4.2控制电路的设计

4.2.1 SG3525A芯片的介绍及外围电路的设计

4.2.2采样电路的设计

4.2.3驱动放大电路的设计

4.3本章小结

第五章仿真和实验结果分析

5.1仿真结果分析

5.1.1仿真电路

5.1.2电路仿真结果

5.2实验结果分析

5.2.1电路输出特性分析

5.2.2功率因数和谐波含量的分析

5.2.3整机效率分析

5.2.4开关管的软开关实现及电压应力分析

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

附录