单周期控制pfc技术及其数字化控制研究

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1、学校代码10701学号1211122665分类号TN86密级公开西安电子科技大学硕士学位论文单周期控制PFC技术及其数字化控制研究作者姓名：高翔一级学科：电气工程二级学科：电力电子与电力传动学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李跃进教授提交日期：2014年11月ResearchOnDigitalControlTechnologyForOneCycleControlledPowerFactorCorrectionAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequ

2、irementsforthedegreeofMasterinElectricalEngineeringByGaoxiangSupervisor:Prof.LiyuejinNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对

3、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名

4、：导师签名：日期：日期：摘要摘要开关电源是电网与用电设备之间的桥梁，而功率因数校正电路作为所有开关电源的第一级，担负着抑制谐波电流注入电网的重要作用，其性能的优劣直接影响电网的安全和电能的质量。现代开关电源技术正在朝着高频化、模块化和智能化的方向发展，而传统的模拟控制方案由于自身的局限性，已不再能够满足当前的市场需求。因此本文在研究了开关电源原理和结构的基础上，设计了一款输入为电网220V交流电压，输出为直流400V的，由单周期原理控制的有源功率因数校正Boost-APFC电路，并且对单周期控制系统给出了数字化的解决方案。本文对开关电源

5、和功率因数校正的原理进行了阐述，通过对拓扑结构、控制策略和采样算法三个方面的分析，给出了适用于功率因数校正电路的参数方案。利用PSpice、Simulink和SIMPLIS完成了Boost变换器的数学模型建模，仿真结果表明，建模得到的传递函数和实际开关电路具有较高契合度。针对Boost变换器，设计了双环控制的电流环控制系统，利用Sisotool对控制回路进行了频率补偿，对系统的稳定性和响应速度进行了优化。在Boost变换器设计的基础上增加了功率因数校正功能，使用单周期控制策略在PSim中完成了仿真和优化，通过调试，最终使得功率因数值PF

6、达到了99.7%以上，总谐波畸变率THD下降到了5%以下。针对单周期控制策略的特点，设计了适合于DSP/ARM控制的数字化PI模块和数字化采样模块，摒弃了传统的前后台嵌入式系统，基于uC/OSII实时操作系统设计了多任务调度策略，并成功的在以ARM920T为核心的mini2440开发板上进行了验证性实验。关键词：功率因数校正，单周期，升压斩波，数字控制论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTSwitching-modepowersupplies(SMPS)areservingasabri

7、dgebetweenpowergridandconsumerelectronics.Moreover,beingthefirstpartoftheSMPS,thepowerfactorcorrection(PFC)circuit,playsacrucialroleinrestrainingharmoniccurrentfrominjectingpowergrid.Therefore,performanceofthePFCcircuithasdirectimpactonthesecurityofpowergridandthequality

8、ofelectricalenergy.NowadaysthemodernSMPStechnologyisgainingmomentuminitsdevelopmenttowardshighfrequency