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1、雙管正激式三端結構PFC變換器的研究第一章緒論1.1課題研究的背景及意義最近幾十年，伴隨著經濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)都在更新換代，與此同時，電力電子技術也抓住了機遇，獲得了飛速的發(fā)展。而開關電源（S逆變電路和P整流電路也都是硬開關電路。第二章雙管正激式三端結構PFC變換器的工作原理2.1系統(tǒng)結構分析雙管正激式三端結構PFC變換器的整體原理框圖如圖2-1所示，該系統(tǒng)主要包括主電路，控制電路，補償電路，驅動電路，電壓電流反饋電路等部分。主電路主要是將輸入交流電整流成直流電并傳遞給隔離變壓器；電壓電流反饋電路則是為了穩(wěn)定輸出而提供反饋電壓和
2、電流；控制電路是不斷調控P控制波的占空比，所輸出的波形經過變換而成為驅動信號；補償電路則是協(xié)助控制電路工作的；驅動電路則主要是將高端與低端輸入輸出信號進行隔離。從系統(tǒng)原理框圖中可以看出，電路中運用了反饋控制方式，這種控制方式可以使輸出的直流電壓與參考電壓之間的相對誤差小于1%~0.5%，甚至達到更高的精度。反饋控制方式分為電壓模式控制和電流模式控制。電壓控制模式是出現的比較早的一種控制方式，其優(yōu)點是結構簡單，但是其不足就在于不能有效的控制電路中的電流，當電路出現短路或過載故障時，通常需要另外的過流保護電路來實施對電路的保護工作。電流
3、控制模式是針對電壓模式的不足而提出來的另一種控制方式。其原理就是在電壓反饋環(huán)內再增加一路電流反饋控制環(huán)，以電壓控制器輸出的信號作為參考信號，然后給這個信號設置一個限幅，這樣就可以限制電路中的最大電流了，從而達到當出現短路或過載故障時對電路的保護。同時還可以實現恒流控制。..2.2主電路工作原理雙管正激式的電路拓撲結構原理圖如圖2-2所示[31-34]。其中，Q1、Q2為主開關管，它們由同一路驅動波形驅動；D1、D2為續(xù)流二極管，其作用是能使變壓器磁復位形成完整的回路；變壓器T為正激式高頻隔離變壓器；3D為變壓器副邊的整流二極管，其作
4、用是為了削平副邊電流的尖峰；D4為變壓器副邊續(xù)流二極管，其作用是為了使輸出電感LO和輸出電容CO續(xù)流形成完整的回路；LO和CO構成了一個比較完善的輸出濾波系統(tǒng)；RL則為充當負載的電阻。雙管正激式電路拓撲結構的穩(wěn)態(tài)工作時的原理波形圖如圖2-3所示[35-38]。在其工作時，我們把開關所經歷的周期都分為三個模態(tài)進行分析，圖2-4為每個模態(tài)分別工作時的等效電路圖。在這里，我們假設所有的元器件都為理想器件；各個元器件的電流電壓參考方向如圖2-2所示；輸出濾波電感Lo應該工作在電流連續(xù)模式；另外，為了方便說明，規(guī)定圖4中的實線部分表示有電流流
5、過，虛線部分則表示沒有電流流過。..第三章雙管正激式三端結構PFC變換器的仿真分析.......323.1仿真軟件介紹.....323.2主電路拓撲結構穩(wěn)態(tài)工作時的仿真及分析......343.3P控制信號時序的仿真分析..........363.4驅動電路的仿真分析.......373.5整體電路的閉環(huán)仿真分析......383.6本章小結......40第四章雙管正激式三端結構PFC變換器的樣機設計.......414.1樣機設計主要參數....414.2樣機主電路設計........414.3樣機P控制電路的設計.......
6、..474.4樣機驅動電路設計....494.5本章小結......49第五章實驗結果與分析........505.1實驗電路原理圖.........505.2PCB板電路實物圖....505.3實驗結果與分析.........535.4本章小結.......57第五章實驗結果與分析5.1實驗電路原理圖根據第二章對雙管正激式變換器、Boost型單級APFC變換器的理論分析，結合第三章所做的仿真分析以及第四章中對關鍵元器件參數以及型號的確定，設計出了雙管正激式三端結構PFC變換器樣機的電路的原理圖如圖5-1所示。測試條件為：輸入交流電
7、壓為220V，輸出直流電壓為48V，負載為24，輸出直流電流為2.08A。實驗波形用Tekronix公司生產的TDS2014進行測量，并通過軟件驅動波形如圖5-3所示，由于本設計中兩個功率開關管是不共地的，而泰克示波器TDS2014內部所有的通道都是共地的，所以只有分開測量兩個功率開關管上的驅動波形。其中CH9通道顯示的是用來驅動功率開關管Q1的驅動波形，而CH1通道所顯示的波形是用來驅動功率開關管Q2的驅動波形。由于開關管的驅動波形其占空比是按正弦規(guī)律不斷變化的，所以圖5-3所示的驅動波形是用示波器捕捉到的瞬時波形。由波形圖可以看
8、出，Q1與Q2的驅動波形其相位及波形是一樣的，只是幅度有差別。.總結本文首先分析了PFC變換器的現狀、發(fā)展趨勢以及在發(fā)展過程中所面臨的難題；緊接著分析了PFC變換器的工作原理以及多種模型的特性，從介紹的各種PFC變換器的優(yōu)點出發(fā)，提出
