单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器研究

摘要

本文在深入研究单级Boost-Flyback组合式高功率因数AC/DC变换器原理特性的基础上,提出了一类基于Boost-Flyback变换器的单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器电路结构与拓扑族,这类变换器由二极管整流桥和具有功率因数校正、不间断供电、输出电压快速调节等多功能的单级Boost-Flyback组合式变换器构成.分析研究了这类变换器的三种工作模式、稳态原理特性、控制策略和关键电路参数设计准则,并给出了仿真实例.设计并研制了单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器原理试验装置,给出了它的试验结果,试验结果和理论分析一致.试验结果表明,这类变换器工作在DCM+CCM模式时,具有电路拓扑简洁、功率密度高、功率因数高、不间断供电、成本低等优点,在通讯、计算机、工业控制、医疗电子设备等需要不间断直流供电的场合,具有广泛的应用前景.

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注释表

第一章绪论

1.1不间断直流开关电源的现状与发展

1.1.1传统直流开关电源的缺陷

1.1.2不间断直流开关电源的现状与发展

1.1.3功率因数校正技术

1.1.4不间断高功率因数直流开关电源

1.2本文的主要内容和研究意义

1.2.1本文的主要研究内容

1.2.2本文的研究意义

1.3本章小节

第二章单级Boost-Flyback组合式高功率因数AC/DC变换器电路与原理特性

2.1功率因数基本定义

2.2单级Boost-Flyback组合电路工作模式选择

2.2.1单级Boost-Flyback组合电路拓扑

2.2.2单级Boost-Flyback组合电路在不同工作模式的理论分析

2.3工作于DCM+CCM单级Boost-Flyback组合电路原理波形

2.4单级Boost-Flyback组合电路关键电路参数设计准则

2.4.1输入储能电感L

2.4.2中间储能电容C

2.4.3储能式变压器储能电感L1

2.4.4输出滤波电容Co

2.4.5吸收电路的设计

2.5本章小节

第三章单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器电路拓扑族与稳态原理特性

3.1引言

3.2单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器电路结构与拓扑族

3.2.1电路结构

3.2.2电路拓扑族

3.3工作模式和稳态原理特性

3.3.1工作模式

3.3.2稳态原理特性

3.4控制策略

3.5仿真分析

3.6本章小节

第四章单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器小信号特性

4.1平均模型和小信号模型

4.1.1平均模型

4.1.2小信号模型

4.2小信号频率特性分析

4.2.1传递函数

4.2.2仿真分析

4.3本章小结

第五章180W 220V±20%Hz/380VDC单级组合式不间断高功率因数AC-DC变换器设计与实现

5.1电路拓扑

5.2功率电路设计与参数选择

5.2.1输入电感L

5.2.2高频储能式变压器

5.2.3功率器件的选择

5.3控制电路的设计

5.3.1正常工作模式时的控制电路

5.3.2后备工作模式控制电路

5.3.3切换控制电路

5.4试验结果

5.5本章小节

第六章结束语

6.1本文主要完成的工作

6.2进一步工作的设想

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文