Boost PFC输入电流畸变的研究

摘要

单相APFC技术是电力电子的重要组成部分，并已广泛应用于中小功率场合，其性能与控制方式、工作模式及参数设计均有密切联系。PFC电路主要元器件的非理想特性对电路输入电流谐波畸变有着重要的影响，并严重影响着电网路得电能质量，本文就是对电路主要元器件的非理想特性进行具体分析、量化和总结，并根据具体问题给出解决方案。
　　 本文首先对应用最为广泛的BoostPFC技术工作方式、控制策略等进行了回顾和总结，并结合电路特点总结出电路中存在的主要元器件的非理想特性。
　　 再次，本文从对传统平均电流模型的分析出发，通过电感电流的数学函数建立电感电流数学模型，确定了影响电路电流畸变的主要寄生参数，并提出了新型的断续模式下和临界模式下的平均电流数学模型，通过数学模型系统分析了各方式下电路主要元器件非理想特性(包括开关器件的寄生结电容、电感磁芯损耗等)对输入电流谐波畸变的影响。
　　 最后，本文通过仿真及实验对各方式下的电路寄生参数影响进行了分析，在获得各个参数影响力的同时，也对电路数学模型进行了验证。针对整流桥堆，输入电容，开关管，电感和二极管等主要器件的非理想特性展开了详细讨论，依据数学模型分析和实验现象给出相应的电路优化方案，做出了总结，并根据现有数学研究和实验研究中的不足做出了前景展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 背景

1.2 Boost型功率因数校正技术研究现状

1.2.1 Boost PFC前级电路的工作模式及特点

1.2.2 Boost PFC前级电路的控制策略及特点

1.3 Boost PFC主要器件非理想特性的研究

1.3.1线路损耗的研究

1.3.2 Boost开关管和二极管的结电容特性

1.3.3整流桥堆和输入滤波电容的电压箝位特性

1.4 本论文主要研究内容和目标

1.4.1谐波分析的数学模型

1.4.2开关元件的结电容

1.4.3 Boost电感损耗对电流谐波的影响

1.4.4整流桥堆和输入电容箝位特性的影响

第二章电路数学模型的建立

2.1电路主要寄生参数的选取和确定

2.1.1 MOSFET中寄生参数

2.1.2功率二极管的寄生参数

2.1.3 Boost电感的寄生参数

2.2 PFC电路主要定义和计算

2.2.1功率因数和THD的计算

2.2.2 PFC主电路的设计

2.3传统的电感电流平均模型分析

2.4 DCM断续模式下电感电流数学模型的建立

2.4.1模型建立的数学分析

2.4.2利用数学模型分析寄生参数的影响

2.5考虑谐振电流平均值的平均模型的建立

2.5.1针对DCM方式下的电感电流平均模型

2.5.2针对BCM方式下的电感电流平均模型

第三章元器件非理想特性对输入电流畸变的影响

3.1 BCM方式下仿真分析

3.2 DCM及BCM下实验分析寄生参数对电流谐波的影响

3.2.1 DCM断续模式：

3.2.2 BCM临界模式：

3.3 CCM下理论和实验对寄生参数影响的分析

3.3.1 CCM方式下的理论分析

3.3.2 CCM方式下的实验验证：

3.4输入电容等其它因素对输入电流的影响

第四章. 元器件非理想特性的改善方法

4.1 吸收网络对谐振的抑制作用

4.2 磁元件设计的讨论

4.3 串联电容的方法

4.4 BCM下控制策略的改进

4.5 减小跨越失真电路

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献：

攻读硕士期间发表和录用的论文

致 谢