交错并联式大功率PFC的研制

摘要

伴随着电力电子技术的迅速成长，一些电力电子装配和设备得到了广泛的应用，如AC-DC变换器广泛应用在家用电器、不间断的电源、节能灯以及通信电源等场合，因此也产生了越来越严重的谐波污染问题，严重威胁到了电网的健康。为了有效地解决此类谐波污染问题，引入了功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)技术。该技术可以有效地改善开关电源输入端的功率因数，并减少输入电流的谐波问题。随着功率等级的持续增加，传统的单相Boost PFC变换器因为受到器件选型、体积以及整机的效率等因素限制，而不能应用在较大功率的场合，从而对大功率PFC变换器的需求变得越来越急迫。在Boost PFC中引进交错并联技术，开关管的交错导通可以有效地减少输入端电流的纹波和功率开关管的电流应力，提升变换器的效率，非常适合应用在较大功率的场合。因此，本文具体研究了交错并联式的大功率PFC。
　　首先，对功率因数校正技术的背景以及发展现状进行了介绍，并阐述了该技术的分类以及拓扑结构。然后，分析了在电感电流连续模式(Continuous Current Mode, CCM)下，交错并联Boost PFC的工作状态和电路特性，比较了Boost PFC电路的控制策略。其中根据平均电流控制的优势，本文采用了双闭环控制的原理方法，并对其工作原理进行了详细的介绍，之后搭建出了仿真电路。最后，基于TI公司的模拟控制芯片UCC28070，通过设计主电路、控制电路、驱动电路和辅助电源的参数，搭建出了交错并联Boost PFC的实验样机，通过分步调试，获得了反映样机工作状态的实验波形。
　　仿真和实验的结果均表明，交错并联式PFC电路的功率因数校正效果良好，并能很好的抑制输入电流纹波，从而验证了理论上的分析是正确的。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景和意义

1.2 功率因数校正技术概述

1.3 PFC的工作模式

1.4 PFC的未来发展

1.5 论文主要研究工作

第2章 交错并联式Boost PFC变换器的分析

2.1 交错并联式Boost PFC的拓扑结构

2.2 交错并联Boost PFC的控制方法

2.3 CCM交错并联Boost PFC的工作状态

2.4 CCM交错并联Boost PFC电路的特性

2.5 本章小结

第3章 系统的参数及硬件电路设计

3.1 系统主电路的设计

3.2 PFC控制电路的设计

3.3 驱动电路的设计

3.4 辅助电源的设计

3.5 本章小结

第4章 系统的仿真及实验研究

4.1 前言

4.2 系统的仿真分析

4.3 样机试验及分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢