有源功率因数校正电路设计与高次谐波抑制研究

摘要

随着功率电子学的迅猛发展，高品质的电力供应成为全球各国共同追求的目标。要达到这一目标，单纯提高电力供给能量是不够的，更重要的是抑制谐波对公共电网的污染。所以对电力系统的功率因数和高次谐波电流成分提出了更严格的要求，这就使得电源系统的功率因数改善和高次谐波抑制成为一项重要的研究课题。 本论文正是在广泛研究国际上现有的开关电源功率因数改善和高次谐波抑制电路的基础上，根据西安电子科技大学电路CAD所的科研项目“基于BCD工艺AC-DC关键技术的理论研究与设计”，详细介绍了开关电源发展方向，高次谐波抑制原理及实现方法，在此基础上设计了双模式、高功率因数的有源功率因数校正控制器XD5031。主要包括芯片选型、系统指标的制定、系统功能的电路实现及仿真验证。采用升压临界导电型方案，省掉了传统电路中的乘法器电路，大大减小了芯片的面积和电路复杂程度。该芯片可以工作在标准固定输出和跟随式升压两种模式，跟随式升压减小了输出电压与输入电压之间的差值，这样有助于提高升压效率。本论文所做的研究工作对其它同类芯片的设计具有一定的参考意义。 本芯片的设计采用国外某公司的BCD工艺，目前仅完成电路设计和前仿真部分，版图设计还没有完成。Hspice仿真结果表明，该芯片的各项指标满足设计要求，80W负载典型应用时的功率因数值大于0．97，具有很好的功率因数校正性能。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1论文选题意义与国内外发展现状

1.2论文的主要工作及章节安排

第二章高次谐波抑制理论分析与研究

2.1高次谐波抑制概述

2.2功率因数改善和谐波抑制技术研究

第三章有源功率因数校正原理与技术分类

3.1功率因数校正的原理

3.2有源功率因数校正控制器的分类

3.3跟随式升压技术

第四章XD5031系统设计

4.1系统性能参数设计

4.2系统原理框图设计

4.3工艺介绍

第五章XD5031主要模块电路设计与仿真验证

5.1基准电路设计

5.2电流镜与振荡器电路设计

5.3电流检测电路设计

5.4稳压电路设计

5.5过压、欠压保护电路设计

5.6同步电路设计

5.7其它模块电路设计

第六章芯片整体功能仿真

6.1芯片整体电路

6.2芯片整体电路仿真

结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果