一种对称三相四开关PFC变换器的研究

摘要

目前,三相PFC电路在拓扑结构和控制方法方面还没有单相PFC电路那么成熟,因而三相PFC电路仍成为现在的研究热点。随着新拓扑的不断涌现和新控制方法的不断出现,三相PFC电路的理论方法将会更加完善。
　　本论文在对目前国内外三相PFC的调研基础上，在相模块的基础上，采用一种新型的三相四开关PFC拓扑。通过使用Scott变压器,使对称三相输入电压变成相位相差90度的2相输出电压,且2相输出电压幅值相等。因为变压器输出2相是完全隔离的,进而使用2个单相PFC电路就可以实现3相PFC电路的功能,减少了器件使用量,并在输入侧隔离。在控制方法上，则采用一个共同的电压外环和两个独立的电流环控制策略来实现,简单而有效的实现了对这种新型拓扑的控制。
　　本文中采用单相交错式CRM(CriticalConductionMode)-Boost作为变压器后级单元,并对CRM-Boost的错相技术做了系统的分析与总结。在主从模式下,对开环模式中的同步电压开通模式、同步电压关断模式、同步电流开通模式、同步电流关断模式做了具体地分析;对闭环模式中的基于锁相环模式以及非锁相环模式做了简要地分析。同时对电感的不匹配、移相误差、开关频率限制对输入电流的影响做了部分分析。
　　本文中对这种新型拓扑做了系统的仿真。逐一实现了3-2变压器的仿真、单相交错式CRM-BoostPFC的仿真,以及对整个系统的仿真。仿真结果达到预期的设计要求,验证了该方案的可行性与正确性,为实际操作做好了充分的理论准备。
　　本文最后通过对一个800瓦的三相四开关PFC电路实验,以及对实验结果的分析,验证了该三相四开关PFC电路的可行性与正确性。

目录

一种对称三相四开关PFC变换器的研究

RESEARCH OF A SYMMETRICAL 3-PHASE 4-SWITCH PFC POWER SUPPLY

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 三相PFC研究现状概述

1.2.2 基于3-2变压器的三相PFC拓扑概述

1.3基于3-2变压器三相PFC研究难点

1.4论文研究内容

第2章对称三相四开关PFC拓扑原理研究

2.1 引言

2.2三相四开关PFC拓扑分析

2.3N相交错并联BoostPFC电路的特性分析

2.43-2变压器的研究

2.4.1Scott变压器

2.4.2Leblanc变压器

2.5 单相交错式CRM-BoostPFC的设计

2.5.1 设计指标要求

2.5.2 电路参数计算

2.6三相四开关PFC拓扑控制原理研究

2.7本章小结

第3章 交错技术的分析与研究

3.1 引言

3.2基于主从模式的交错技术的研究

3.2.1 开环同步交错技术的研究

3.2.2 闭环同步技术的研究

3.3 基于非主从模式的交错技术的研究

3.4本章小结

第4章 对称三相四开关PFC拓扑仿真实现

4.1 引言

4.23-2变压器的仿真研究

4.3 单相交错式PFC的仿真研究

4.4三相四开关PFC的仿真研究

4.5本章小结

第5章 对称三相四开关PFC的实现

5.1 引言

5.2Scott变压器的实验验证

5.3 单相交错式CRM-BoostPFC的实验验证

5.4 三相四开关PFC实验验证

5.5 本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢