因數(shù)校正器開題報(bào)告

因數(shù)校正器開題報(bào)告

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1、單相PFC主電路拓?fù)溟_關(guān)電源功率因數(shù)校正技術(shù)作為電源的一門新興技術(shù),其作用和重要性已得到廣泛的認(rèn)同。由于單周期控制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)速度快,控制性能不受電源參數(shù)變化影響等優(yōu)點(diǎn)故得到廣泛應(yīng)用。單周期控制技術(shù)是一種大信號(hào)、非線性PWM控制技術(shù),其基本控制思想是保證在每一個(gè)開關(guān)周期中開關(guān)變量與控制參考量相等或成比例?;趩沃芷诳刂萍夹g(shù)的開關(guān)變換器能在每個(gè)開關(guān)周期抑制輸入電壓波動(dòng)并且平均電流能快速跟蹤控制參考量,且不受負(fù)載電流的約束,即使負(fù)載電流有很大的諧波也不會(huì)使輸入電流發(fā)生畸變。非常適合用在功率因數(shù)校正(PFC)電路中。提高功率因數(shù),實(shí)際上就是抑制在電網(wǎng)中的抑制諧波電流分量,

2、諧波分量的產(chǎn)生的主要原因是開關(guān)電子器件在使用時(shí),使電路中電流的波形發(fā)生改變,變成脈沖狀,在電路中出現(xiàn)零功率時(shí)段,降低了電能的利用效率,也會(huì)使通訊設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作,故采用有源功率因數(shù)校正的方法,達(dá)到校正電流波形,減少諧波分量,提高功率的目的。因此,研究有源功率因數(shù)校正對(duì)于提高電能的利用效率方面有著深遠(yuǎn)的意義。三種單相PFC電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,Boost升壓型功率因數(shù)校正電路由于具有主電路結(jié)構(gòu)簡單,變換效率高,控制策略易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。高頻化可以減小有源功率因數(shù)校正電路的體積、重量,提高電路的功率密度。為了使電路能夠在高頻下高效率地運(yùn)行,有源功率因數(shù)校正電路的軟開關(guān)技術(shù)成為重要的研究方向

3、。本文對(duì)單相Boost有源功率因數(shù)校正電路軟開關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分類,并對(duì)每一類型的電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作方式及工作特點(diǎn)做出了分析。1零電壓開關(guān)(ZVS)PWM功率因數(shù)校正電路ZVS工作方式是指利用諧振現(xiàn)象及有關(guān)器件的箝位作用,使開關(guān)變換器中開關(guān)管的電壓在開啟或關(guān)斷過程中維持為零。圖1電路為ZVS功率因數(shù)校正電路,也稱擴(kuò)展周期準(zhǔn)諧振功率因數(shù)校正電路[1]。在輔助開關(guān)S1開通時(shí),電感Lr抑制二極管Df的反向恢復(fù),電感Lr與電容Cf發(fā)生諧振至流過開關(guān)S1的電流降至輸入電流大小。開關(guān)S2導(dǎo)通后,電感Lr與電容Cf再次諧振至流過開關(guān)S1的電流為0,電容Cf兩端電壓為Vo,使開關(guān)S1、開關(guān)S2實(shí)現(xiàn)ZV-Z

4、CS關(guān)斷。電路的不足之處是開關(guān)的電流應(yīng)力比較大。圖1擴(kuò)展周期準(zhǔn)諧振功率因數(shù)校正電路2零電壓轉(zhuǎn)換(ZVT)PWM功率因數(shù)校正電路在ZVT工作方式中,諧振網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c主電路是并聯(lián)的。零轉(zhuǎn)換PWM功率因數(shù)校正電路的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗很小,能實(shí)現(xiàn)零開關(guān)特性而不增大開關(guān)的電流或電壓應(yīng)力,適用于較高電壓和大功率的變換器。圖2所示電路是傳統(tǒng)的ZVT電路[2]。電感Lr與主開關(guān)S1寄生電容諧振使其寄生二極管導(dǎo)通,開關(guān)S1實(shí)現(xiàn)ZVS開通;同時(shí),電感Lr抑制了二極管D1的反向恢復(fù),二極管D2為電感Lr中的能量提供釋放回路。圖2ZVT-PWM功率因數(shù)校正電路之一及波形圖此電路的優(yōu)點(diǎn)在于主開關(guān)ZVS開通,二極管D

5、1的反向恢復(fù)得到抑制,電路結(jié)構(gòu)簡單;不足之處是輔助開關(guān)硬開通。圖3所示是對(duì)傳統(tǒng)ZVT電路的改進(jìn)電路[3],其開關(guān)時(shí)序、主開關(guān)的電壓、電流波形與圖2相同。改進(jìn)之處是在電感回路中串接二極管D3消除升壓二極管D1寄生電容與電感Lr寄生振蕩;在二極管D2兩端并接電容減小了開關(guān)S2的關(guān)斷損耗,可以提高電路的效率。圖3ZVT-PWM功率因數(shù)校正電路之二及波形圖電路的不足之處是改進(jìn)后電路的輔助開關(guān)仍為硬開通。3有源無損吸收電路圖20電路[20]抑制二極管反向恢復(fù)采用在電路中加入電感,再將電感中的能量釋放的方式。如圖20所示,主開關(guān)S1首先導(dǎo)通,電感Ls抑制了二極管D的反向恢復(fù),電感Ls與開關(guān)S2寄生電

6、容發(fā)生諧振使其放電至開關(guān)寄生二極管導(dǎo)通,開關(guān)S2實(shí)現(xiàn)ZVS開通。圖4有源無損吸收電路此電路的優(yōu)點(diǎn)在于電路結(jié)構(gòu)簡單,能有效抑制二極管的反向恢復(fù),輔助開關(guān)實(shí)現(xiàn)ZVS開通。圖5,諧振回路就不會(huì)包含輸出端,不會(huì)引起輸出端電壓的波動(dòng)。其不足之處仍在于兩開關(guān)硬開關(guān)開通。圖5ZCS-PWM功率因數(shù)校正電路及波形圖圖6電路[6]與以上電路的最大區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)開關(guān)的ZVS開通。如波形圖所示,主開關(guān)S1開通,電感Ls抑制了二極管D的反向恢復(fù),電感Ls與電容Cc諧振,開關(guān)S2反并二極管開通,為開關(guān)S2提供ZVS開通;電容Cc與電感Ls繼續(xù)諧振,流過電容Cc的電流反向時(shí),開關(guān)S1反并二極管開通,實(shí)現(xiàn)ZCS關(guān)

7、斷。圖6ZCS-PWM功率因數(shù)校正電路之三及波形圖此電路的優(yōu)點(diǎn)是主開關(guān)S1實(shí)現(xiàn)了ZCS關(guān)斷,輔助開關(guān)S2實(shí)現(xiàn)了ZVS開通,因此,此電路又稱為ZV-ZCS電路。電路的不足之處在于輔助開關(guān)S2的硬關(guān)斷。4零電流轉(zhuǎn)換(ZCT)PWM功率因數(shù)校正電路圖6電路為傳統(tǒng)的零電流轉(zhuǎn)換功率因數(shù)校正電路[6]。如圖6所示,輔助開關(guān)S2開通時(shí),電容Cr與電感Lr諧振,主開關(guān)S1反并二極管導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)ZCS關(guān)斷;開關(guān)S1反并二極管關(guān)斷后,開關(guān)S2關(guān)斷,二極管

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