单周期控制的无桥式Sepic功率因数校正电路研究

摘要

随着电力电子技术的不断发展，与之紧密相关的功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)技术也在不断发展。在单相功率因数校正方面，无桥式Sepic(singleended primary inductor converter) PFC电路由于其输入电流能自动跟随输入电压变化，并且输入和输出之间很容易进行隔离而受到越来越多研究人员的青睐。目前关于无桥式Sepic PFC主电路拓扑方面的研究比较多，但是针对这类电路拓扑的控制策略的研究相对较少。文献研究表明，无桥式Sepic PFC电路中的开关器件大都承受较大的电压和电流应力，这就加大了开关器件的损耗，同时也降低了整个电路的效率。为解决这一问题，本文基于单周期控制方法对一种无桥式Sepic PFC电路进行了研究。
　　本文首先介绍了课题研究的背景及功率因数校正技术的国内外研究现状，并且介绍了单周期控制策略的基本原理及其在PFC电路中的应用情况。其次，介绍了无桥式SepicPFC主电路的工作原理，确定了一组合适的电路参数。根据单周期控制的原理，构造了针对这种无桥式Sepic PFC电路的单周期控制方程，并给出了控制电路的拓扑结构图。
　　在此基础上，对单周期控制策略下的无桥式Sepic PFC电路进行了Simulink仿真，并给出了仿真结果;仿真结果表明，相对于电压负反馈控制策略，单周期控制下电路谐波含量较少，并且开关器件承受电压应力和电流应力较小。
　　最后，进行了电路实验研究。根据主电路的工作原理，对主电路器件进行选择;并设计了相应的控制电路，包括复位积分器、电压和电流采样电路等。搭建了实验电路，分别给出了单周期控制策略下和电压负反馈控制下的实验结果。对两种控制方式下的实验结果进行了比较分析，可以看出两种方式下输入电流都跟随输入电压变化，输出电压都能达到50V，但是单周期控制下电路中，开关器件上承受的电压应力和电流应力相对较小，这与仿真结果是一致的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 PFC主电路国内外研究现状

1．2．2 无桥式Sepic PFC主电路研究现状

1．2．3 PFC控制策略国内外研究现状

1．2．4 功率因数校正技术发展方向

1．3 本文研究内容与安排

2 单周期控制策略的原理和分析

2．1 单周期控制的基本原理

2．2 单周期控制在PFC电路中的应用

2．2．1 CCM模式下的单周期控制PFC技术

2．2．2 DCM模式下的单周期控制PFC技术

2．2．3 单周期控制在其他APFC新型控制技术上的应用

2．3 本章小结

3 单周期控制的无桥式Sepic PFC电路理论分析

3．1 主电路理论分析

3．1．1 主电路工作原理

3．1．2 主电路参数的确定

3．2 控制电路理论分析

3．2．1 单周期控制方程的建立

3．2．2 控制电路的拓扑结构

3．3 本章小结

4 单周期控制的无桥式Sepic PFC电路仿真研究

4．1 单周期控制电路的仿真模型

4．2 单周期控制电路的仿真结果

4．3 与电压负反馈控制下仿真结果的比较分析

4．3．1 电压负反馈控制的仿真模型与结果

4．3．2 仿真结果比较分析

4．4 本章小结

5 单周期控制的无桥式Sepic PFC电路实验研究

5．1 主电路器件选择

5．2 控制电路的设计

5．2．1 复位积分器设计

5．2．2 电压采样与电流采样

5．2．3 其他外围电路设计

5．3 单周期控制的实验电路与实验结果

5．3．1 单周期控制的实验电路

5．3．2 单周期控制的实验结果

5．4 与电压负反馈控制下实验结果的比较分析

5．4．1 电压负反馈控制的实验模型与结果

5．4．2 实验结果比较分析

5．5 本童小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢