开关电源功率因数校正电路的稳定性分析

摘要

近年来，功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)技术已经成为电力电子技术领域中热门的研究方向。功率因数校正的目的是使电力电子变换器具有高功率因数和低输入电流谐波。目前PFC技术的研究主要局限于对PFC变换器的拓扑和控制方式的研究，以及软开关技术的应用，涉及PFC变换器的分析、建模及仿真的文献却很少，与PFC变换器稳定性分析方面相关的文献则更少。这主要是因为PFC变换器作为一种多变量、非线性、时变的双环控制系统，其理论分析较为困难。为了填补上述的不足，本文对PFC变换器的稳定性问题作了深入的分析和研究。 本文首先介绍国内外功率因数校正技术发展的现状，概述开关变换器现有的各种分析方法及其优缺点与发展趋势，接着详细介绍PFC变换器的各种控制策略，并选取平均电流控制模式的Boost PFC变换器为研究对象，这种形式的电路是PFC电路的主流和基本拓扑，对其进行研究具有实际工程意义。详细推导状态空间平均法，并在其基础上对Boost PFC变换器进行非线性建模，使用相轨迹图、稳态图、分叉图等非线性数学分析方法，对Boost PFC变换器的稳定性进行深入分析，找出影响Boost PFC变换器稳定性的重要电路参数，提出一种判定系统稳定性的新方法，即根据输出存储电容上每半个工频周期的充放电能量是否为零，来判定系统是否能稳定运行。本文还应用Matlab软件编程，解得非线性模型的数值解，并与SIMetrix的电路仿真及实验结果相比较，验证了推导的Boost PFC变换器简化非线性模型及提出的判定系统稳定性的新方法是正确和可行的。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章Boost PFC变换器及其控制方法

第三章状态空间平均法与Boost PFC变换器建模

第四章Boost PFC变换器的电路设计

第五章Boost PFC变换器的稳定性分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文

致谢