三电平功率因数校正变换器的数字控制

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1、三电平功率因数校正变换器的数字控制注释表1.英文缩写及其全称英文缩写英文全称中文全称PFCPowerFactorCorrection功率因数校正APFCActivePowerFactorCorrection有源功率因数校正UPSUninterruptedPowerSupply不间断电源供电系统ZVSZeroVoltageSwitch零电压开关ZCSZeroCurrentSwitch零电流开关CCMContinuousCurrentMode电流连续模式DCMDiscontinuousCurrentMode电流断续模式DSPDigitalSignalProcessor数

2、字信号处理器PWMPulseWidthModulation脉宽调制2.符号及其意义符号意义AC/DC交流变直流VS输入电压iL电感电流D占空比L电感RL输出负载Ci输出电容，i=1，2Di二极管，i=1，2Vab中点电压VCi输出电容电压，i=1，2Si开关管，i=1，2，3，4VO输出直流电压∆VO初始输出电容电压差äVS输入电压扰动量d占空比扰动量äVO输出电压扰动量viii南京航空航天大学硕士学位论文iL电感电流扰动量Gs()占空比到电感电流的传递函数idLGs()占空比到输出电压的传递函数VdoGs()电感电流到输出电压的传递函数VioLiLref电感电流基

3、准Vea电压误差放大器输出Väea电压误差放大器输出扰动量Hs()PWM比较器调制增益PWMTs()电流环增益iGs()电流控制器传递函数iTs()电压环增益vKi电流采样比K0输出电压采样比KV输入电压采样比Voref输出电压基准Iea电流误差放大器的输出VH锯齿载波s开关状态Ti开关管驱动信号，i=1，2，3，4QPWM比较器输出Φ()s单反馈系统闭环传递函数VC前馈控制器输出∆V输出电容瞬时电压差Kd电压平衡补偿系数f市电频率fS开关频率Po输出功率VSmin输出电压最小值η变换器的效率△iLmax最大的电感电流纹波值Dmax占空比最大值ix承诺书本人郑重声明

4、：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论1.1PFC变换器的现状与发展随着科技的不断发展，计算机和互联网的日益普

5、及，大量的电力电子装置投入电网，使得电网中的谐波电流越来越大，大量的谐波电流一方面产生“二次效应”即谐波电流流过线路阻抗造成谐波电压降，反过来使得电网电压也发[1]生畸变，另一方面会造成电路故障，使得用电设备损坏。由于谐波对用电设备和电网本身都会造成危害，许多国家和学术机构都制定颁布了限制谐波的标准和规定，如IEC-2，IEC-100-3-2等，对不同等级的用[2]电设备制定了相应的谐波要求标准。为了降低谐波的危害，提高功率因数，人们采用了各种各样的功率因数校正(PowerFactorCorrection,PFC)技术，PFC技术根据是否采用有源器件可以分为无源PF

6、C技术和有源PFC技术。无源PFC技术是采用无源器件，实现PFC的功能，技术简单，工作可靠，不过滤波网络体积重量较大，比较适合于功率小于300W、对体积和重量要求不高、对价格不敏感的应用中；有源PFC(ActivePowerFactorCorrection,APFC)技术采用了有源器件，如开关管和控制电路，实[3]现PFC功能，此外还有多脉冲整流，谐波注入有源滤波器法等。当今PFC研究的热点集中在拓扑和控制方法的改进上，如增加辅助电路实现软开关PFC，采用新的控制方法等，以最常用的BoostPFC(如图1.1)及其衍生电路为例，常见的拓扑有：LDVsVSCRLSiL

7、(a)电路图(b)输入电压和电感电流波形图1.1普通的BoostAPFC拓扑1三电平功率因数校正变换器的数字控制[4][5][6](1)无整流桥APFC拓扑顾名思义，无桥整流APFC变换器在电路中不存在整流桥，电流流经二极管的数目减少，导通损耗大为减小。这一类变换器能够实现较高的效率，但是存在着EMI严重等问题。图1.2和1.3分别为单电感和双电感(包括耦合电感)的无整流桥BoostPFC拓扑。LLS1D1S1S2VVVOVOSS-+-+S2D1D2D2(a)(b)图1.2单电感的无整流桥的BoostPFC拓扑LLSD1SS211VVOVVOSS-+-+S2D1