基于降压电路的有源功率因数校正技术研究

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1、基于降压电路的有源功率因数校正技术研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：张通彤指导教师：苏玉刚教授兼职导师：王杰教授级高工学位类别：工程硕士（控制工程领域）重庆大学自动化学院二O一五年四月StudyonActivePowerFactorCorrectionBasedonStep-downCircuitAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByZhangTongtongSupervisedbyProf.Su

2、YugangPluralisticSupervisedbySen.Eng.WangjieSpecialty：ME(ControlEngineeringField)CollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要中文摘要随着社会的进步、电力电子技术的飞速发展，开关电源等电力电子装置已经广泛应用于电力系统、工业等领域，由此产生的电网侧输入功率因数低以及谐波污染等问题也日趋严重。于是使得功率因数校正技术成为了学术界的重要研究方向。在有源功率因数校正技术的研究中

3、，研究较为广泛和成熟的是基于Boost变换器的APFC，它是一种升压变换器，在一个电路周期内输入电流是连续的，能得到较高的功率因数，但是在一些工程应用场合中需要对整流滤波后的电压进行降压处理，以便于后级电路的设计。而传统的Buck变换器用在降压电路中进行功率因数校正时，由于输入电流断续，不能取得高的功率因数，限制了其发展。因此，对于降压功率因数校正技术的研究具有较高的学术价值和实用意义。目前，关于降压功率因数校正技术的研究已取得一定的发展，但是仍然存在不足。本文针对存在的问题，通过对降压功率因数校正技术的原理分析，研究了能够实现电路降压，并同时实现功率因数校正的电路

4、的拓扑结构及控制方法，并通过Matlab/Simulink建立系统的仿真模型，通过仿真验证方法的正确性。对降压功率因数校正技术的研究背景和国内外研究现状进行了深入的分析，详细阐述了BuckAPFC电路拓扑结构、工作原理及控制方式，分析了Buck降压APFC电路的优缺点，针对BuckAPFC电路存在的问题，在前人的研究基础上设计了一种新型的BuckAPFC电路，采用单周期的控制方式对原方法进行了控制上的改进，并作了仿真验证。为了能够简化电路，同时也能够得到更好的校正效果。对不同的能够实现电路降压的拓扑结构进行研究，对比分析了各种结构的优缺点，得出采用Sepic变换器进

5、行降压功率因数校正的优势，通过电路对比和仿真验证，将其与新型的BuckAPFC电路进行比较；同时也指出其存在的问题。为了克服基本SepicAPFC电路存在的二极管损耗和反向恢复问题，将无桥技术应用于SepicAPFC电路中，减少电路中二极管数量，降低二极管损耗，提高电路效率。在控制电路上采用DCM控制方式，使二极管工作在电流断续模式下来克服电流反向恢复问题。对主电路的参数进行了设计，同时对控制电路进行了设计，完成了控制电路、驱动电路等芯片选型，使用Matlab/Simulink建立无桥SepicAPFC系统的仿真模型，通过仿真验证了方法的正确性。关键词：有源功率因数

6、校正，Buck电路，Sepic电路，单周期控制，DCMI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACT英文摘要Theactivepowerfactorcorrectiontechnologyhasbecomeanimportantresearchfieldwiththecontinuousdevelopmentofsocietyandpowerelectronicstechnology.Theactivepowerfactorcorrectiontechnologybasedonboostconverterhasbeenwidelyresearched.Itisabo

7、ostconverteranditscurrentiscontinuousinanoperatingcycle.Basedonthesecharacteristics,theactivepowerfactorcorrectiontechnologybasedonboostconvertercanobtainahigherpowerfactor.Butinsomeengineeringapplicationsweneedalowervoltagethantheinputvoltage.Thetraditionalbuckconvertercan’tachievea