交错并联Boost PFC电路研究

摘要

由于电力电子装置的广泛应用,所引起的电能质量问题受到普遍关注。为此,在电力电子装置中采用功率因数校正(PFC)技术,有效改善其对电能质量的影响一直是业界的研究热点之一。目前,有关PFC技术的研究主要集中在提高功率密度、提高效率以及减小体积等方面。交错并联技术通过多个变换器并联来实现功率分担,可有效降低单个变换器的功率要求,提升电源的整体功率等级;同时由于相互并联的各变换器之间的交错运行,也可有效改善电源的各项性能。
　　本文首先介绍了功率因数校正技术的研究背景与发展现状进行,并对功率因数校正电路的拓扑、工作模式以及控制方法进行了深入分析。在传统单相BoostPFC电路的基础上,提出了交错并联Boost PFC电路,对其工作原理及电路特性进行了分析。另外对支路参数失配情况下,电路性能的变化进行了研究与仿真,为后续电路设计提供了参考依据。
　　最后,研制了基于UC3854的交错并联Boost PFC电路样机,采用平均电流控制模式,通过分频电路与驱动电路实现交错控制。设计了主电路、控制电路等的关键元件参数,利用Saber软件搭建了系统闭环仿真平台,通过软件仿真及样机实验验证了理论分析的正确性以及系统设计的可行性,证明该电路具有良好的功率因数校正效果。

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1 绪论

1.1 功率因数校正技术的研究背景

1.2 功率因数校正技术的发展

1.3 本文的研究意义和主要内容

2 功率因数校正电路

2.1 功率因数的定义

2.2 PFC 拓扑与电路工作模式

2.3 PFC 电路的控制方法

2.4 Boost PFC 电路工作原理与特性分析

2.5 本章小结

3 交错并联 Boost PFC 电路分析

3.1 交错并联 PFC 电路

3.2 交错并联 Boost PFC 电路工作原理与特性分析

3.3 交错并联 Boost PFC 电路的优势

3.4 支路参数失配对电路性能的影响

3.5 本章小结

4 系统参数设计

4.1 设计指标

4.2 总体设计方案

4.3 主电路设计

4.4 控制电路设计

4.5 辅助电源设计

4.6 本章小结

5 仿真研究与实验分析

5.1 系统仿真研究

5.2 系统实验分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文

附录 B 交错并联 Boost PFC 电路图