开关电源功率因数校正的研究

摘要

开关电源以其效率高、功率密度高在电源领域中占主导地位。开关电源多数是通过整流器与电力网相接的，经典的整流器是由二极管或晶闸管组成的一个非线性电路，其输入电流波形呈脉冲状，交流网侧功率因数很低，在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网，成为电力公害。开关电源己成为电网最主要的谐波源之一。因此，进行网侧功率因数校正成为目前研究的热点之一。目前研究和应用得较多的高功率因数变换器要用两级：DC／DC开关变换器串联。这种电路的最大缺点是需要多个元器件、成本高、效率低，尤其在中小功率场合应用时很不经济。现在国内外正在开发研究单级功率因数校正电路，具有很高的功率因数且成本低。因而研究单级功率因数校正及变换技术对抑制谐波污染、开创绿色电源以及实现当今开关电源的小型轻量化具有重大意义。 近年来随着电子信息产业的高速发展，人们对开关电源的需求与日俱增，开关电源。PFC(Power Factor Correction)集成控制器己成为发展前景十分诱人的朝阳产业。随着开关电源的广泛应用，开关电源PFC集成控制器显示出了强大的生命力，它具有集成度高、性价比高、外围电路简单和性能指标优良等优点，现已成为开发各类电源及开关电源模块的优选集成电路。 本文首先阐述了电网污染的危害、功率因数的定义，总结了各种功率因数校正变换器的典型拓扑，对各种拓扑的特点、应用场合及控制方法作了比较分析，着重详细介绍了反激拓扑的功率因数校正变换器的应用及优缺点。最后采用功率因数校正芯片SA7527进行了一个小功率电源的功率因数校正的设计，用实验验证了该设计的可行性，结果显示功率因数能达到0.95左右，达到了较好的功率因数校正效果。

目录

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论文说明：图表目录

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第一章绪论

1.1开关电源的现状及发展趋势

1.2谐波危害及标准规范

1.3功率因数及功率因数校正技术

1.4本文研究的主要内容

第二章功率因数校正技术的分类

2.1无源功率因数校正技术分类

2.2有源功率因数校正技术分类

2.3本章小结

第三章APFC拓扑及控制技术

3.1单级功率因数校正的主电路拓扑

3.2功率因数校正的控制方法

3.3本章小结

第四章反激式单级功率因数校正电路的设计

4.1主电路设计

4.2控制电路设计

4.3实验结果及分析

4.4本章小结

第五章总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢