带有高频谐振环节的单级隔离式PFC变换器研究

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1、燕山大学硕士学位论文带有高频谐振环节的单级隔离式PFC变换器研究姓名：孙洪雷申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：邬伟扬;金海龙20060301摘要电子仪器及电力电子装置中大量的谐波电流极易对周围设备产生电磁干扰，同时也造成了对电网的谐波污染。对于数量多而且分散的中小功率电源系统，最有效的方法就是在电源内部采用功率因数校正(PFC)和谐波抑制措施，从根本上消除谐波源。近年来功率因数校正技术受到了国内外电源界的高度重视，其中功率因数校正技术研究的一个热点问题就是新拓扑的提出。论文首先阐述了

2、功率因数校正技术的研究现状，对两级PFC变换器和单级PFC变换器的拓扑结构进行了比较，归纳了各自的优缺点。在此基础上，本文从高频谐振环节实现功率因数校正的工作原理分析入手，推导了功率因数的表达式，证明了高频谐振环节实现单位功率因数的可行性，并把高频谐振环节与单管反激式变换器相结合，提出了一种新型的单级隔离式PFC变换器拓扑，详细分析了主电路各开关状态的工作过程，进行了主要参数的计算和磁性元件的设计。该电路利用谐振电感代替Boost型PFC变换器的输入储能电感，谐振电感电流工作在断续导电模式(DCM)，

3、解决了Boost型PFC变换器中存在开关管关断损耗过大的问题，并且可以同时实现功率因数校正和输出电压调节。控制电路采用MSP430超低功耗单片机作为主控芯片，实现了该变换器的全数字化控制。最后，针对所提出的新型单级隔离式功率因数校正(PFC)变换器的拓扑方案进行了仿真和实验研究，设计了一台120W开关电源的实验样机。该样机在实验中测得输入电流总谐波畸变率(THD)为4．26％，功率因数为O．998，达到了预期的设计效果。关键词单级功率因数校正；高频谐振环；反激电路；开关电源；谐波抑制燕山人学工学硕士学

4、位论文AbstractAlargenumberofharmoniccurrentfromelectronicmachinesandelectricpowerdevicesgenerateemissionofnoiseinterferencetoperipheraldeviceseasily,atthesalTletime，electricnetworksuffersharmonicpollution。Fornumerousanddecentralizedpowersupplies，themosteff

5、ectivemethodtosuppressharmonicsourceukimatelyisPowerFactorCorrection(PFC)．Recently,internalandoverseaspowersupplyfieldsputhighlypremiumOilPowerFactorCorrectiontechnique．Especially,anewtopologyproposeddoisahotspotofPowerFactorCorrectiontechnique．Firstly，

6、thepapersummarizesthecurrentresearchsituationofcorrectiontechnologyforactivepowerfactonTopologiesoftwo—stagePFCconvertersandsingle—stagePFCconvertersarccomparedwith．Furthermore,thevirtuesanddefectsofthemaregeneralized．Inthesecondplace，atthebeginningofop

7、eratingprincipleanalysisbyhighfrequencyresonancelinkleading-inCorrection,theexpressionWaSdeduced，andfeasibilityofrealizingunitPowerFactorwasjustified．Thepaperproposedthetopologyofnovelsingle·stageisolatedPFCconverterandanalyzedtheworkprincipleofthecircu

8、it．Consequently，primaryparametersandmagneticelementsweredesigned．Resonanceinductorinsteadoftheinductorintwo—stageBoostPFCconverterworksinDiscontinuousConductionModefDCM)．Theconverterthatthepaperproposedsolvestheproblemofexcessive