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《北京工业大学》 2012年
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单级功率因数校正技术的研究

高一星  
【摘要】:在现代电力电子技术中,桥式整流加电容滤波作为一个成熟的电路结构被广泛应用于开关电源的前端,它使输入电流发生明显畸变,向电网引入了大量谐波,不但造成了能量的浪费,还会影响其它设备的可靠运行,因此必须进行功率因数校正,减少谐波污染。单级PFC(Power Factor Correction)技术由于结构简单,价格低廉,在很多开关电源中不需添加太多器件就可实现,因此受到很大关注,成为当前PFC技术研究的热点。 论文首先阐述了各类单级PFC变换器的工作原理,概括出了它们的通用模型,并指出它们存在的三个主要问题:1)储能电容电压不可控;2)开关电压应力过高;3)变换效率较低。并以此为基础,通过对现有结构进行总结,归纳出了典型的解决措施。其中,重点介绍了LCD(Inductance Capacitor and Diode)钳位电路和Flyboost单元在克服这三个问题上所表现出的优越性,并以反激变换器为例分析了它们的工作过程。 在此基础上,提出一种新的单级PFC变换器拓扑,它将LCD电路和Flyboost单元应用于同一个反激变换器上,不但使电容和开关电压得到了抑制,还有效提高了变换效率。文章详细分析了它的工作原理和控制方式,并对变换器的工作性能做出了预测。 基于之前的理论分析,实际制作了四台单级PFC变换器实验样机。它们分别采用Flyback、Boost、Flyboost和新型拓扑,且输入输出特性相同。详细设计了它们的主电路参数和控制电路结构,并进行了磁性元件的制作。最后,通过仿真和实验相结合的方式,对变换器的性能进行了对比。不但给出了仿真和实验波形,还以Boost变换器为例对第二章总结出的解决措施进行了实际验证,说明它们的有效性和不足。 结果表明,Flyback变换器的功率因数PF最高(0.945~0.968),且不存在储能电容电压应力的问题,但是开关电压VS1也最大(可高达1600V),效率η也没有预期那么高(约为81%~84.5%),且稳定性较差;Boost变换器PF和η均较低(分别为0.903~0.92和80.8%~81.4%),且存在电容和开关电压应力的问题(分别高达386.63V和1128V);Flyboost结构的PF和η均有所提高(分别提高约0.015和0.8%),且使储能电容电压Vd得到了抑制(低于300V),但是开关电压应力依然很大(高达1221V);新型变换器除了PF不及Flyback变换器(约为0.933~0.95),PF和η均得到了较大提高(分别提高约0.03和1.4%),且储能电容和开关电压也保持在一个较低值(分别为296V和450V),可以综合解决单级PFC变换器存在的三个主要问题。 最后,对整个研究工作进行了总结,提出了下一步需要研究的内容和采取的措施。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM461

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李探;李双双;徐虹;;高次谐波与电力系统[J];才智;2010年09期
2 陈兵;谢运祥;宋静娴;;单周控制新型Buck-PFC变换器[J];电工技术学报;2008年11期
3 熊腊森,万升云,余爱民;电源谐波无源功率因数校正方法的研究[J];电焊机;2003年12期
4 邓卫华;张波;;一种新颖的无源功率因数校正电路[J];电源技术应用;2002年12期
5 梁奇峰;黄少先;;改进的单级功率因数校正AC/DC变换器的拓扑综述[J];电源技术应用;2004年02期
6 金新民,吴学智,华伟;具有无损缓冲电路的功率因数校正电路[J];电力电子技术;1999年05期
7 许化民,阮新波,严仰光;单级功率因数校正AC/DC变换器[J];电力电子技术;2000年05期
8 许化民,阮新波,严仰光;单级功率因数校正AC/DC变换器的综述[J];电力电子技术;2001年01期
9 李广全,王志强,张梅,刘志勇;一种新型的单级功率因数校正变换器[J];电力电子技术;2003年05期
10 李建科;王金全;金伟一;;小容量系统功率因数校正技术[J];电力自动化设备;2011年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李军伟;基于单周期控制的无桥升压PFC电路研究[D];太原理工大学;2011年
2 罗琼;功率因数校正的数字控制策略研究[D];北方工业大学;2011年
3 于海坤;伪连续导电模式Boost功率因数校正器研究[D];西南交通大学;2011年
4 何光俊;单周期控制软件开关Boost变换器PFC技术的研究[D];西南交通大学;2011年
5 李建华;单级单开关反激式功率因数校正变换器的研究[D];燕山大学;2009年
6 杨静;单相两级功率因数校正技术的研究[D];西南交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶海峰,汪翔,张志杰;柔性交流输电系统重点设备分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2004年03期
2 高振华;;按不同的补偿目的计算集中补偿电容器容量[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年02期
3 吴江;;基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
4 张吉亮;;谐振技术的应用研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
5 李彦;;三相四线制DSTATCOM的无功补偿装置设计[J];安徽职业技术学院学报;2011年04期
6 袁一鸣;江明;;基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
7 杨福猛;袁晓斌;马鑫金;徐伦;;电力系统谐波检测技术及DSP实现[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2009年06期
8 普平贵;;光伏控制器新型充电管理模式研究[J];阳光能源;2011年04期
9 郑冰;王峰;朱连成;王玉峰;;并联型APF补偿典型电流型谐波源负载仿真[J];辽宁科技大学学报;2009年04期
10 蔡昌友;张娜;;非连续电流模式移相并联降压变换器的特性[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 傅尧;潘博;郑百祥;;基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
2 郑征;王聪;赵焕;;PWM整流器直接功率控制的新型调制策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 姜放;王志强;李国锋;;三相线电流平衡化补偿方法[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
4 姜挺洋;;简述开关电源维护[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
5 王红卫;;1200mm冷轧机电气传动控制系统改造[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
6 游广增;;电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
7 梁喆;欧阳名三;;基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
8 齐磊;席自强;郑利枝;;基于UC3875的移相全控逆变桥的开关电源设计[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
9 冉汉政;钱祖东;;多次级高压变压器的简化等效模型[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
10 赵彩霞;;崔家寨矿电能质量测试与分析[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年
2 谢斌;并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究[D];华中科技大学;2010年
3 吴晓刚;基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
4 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
5 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
6 刘军;LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计[D];浙江大学;2010年
7 马琳;无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究[D];北京交通大学;2011年
8 陈少华;电力塔无线传感器网络监测系统关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
9 周海波;磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究[D];中南大学;2010年
10 赵益波;切换线性系统的建模与分析[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康建胜;高功率因数开关电源的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
2 赵航;开关型YAG脉冲激光电源系统的研究[D];长春理工大学;2010年
3 岳殿霞;多电平Buck直流变换器技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 李宜娟;基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究[D];长春理工大学;2010年
5 赵鹏;半导体激光器智能化电源设计[D];长春理工大学;2010年
6 苏铁;基于DSP控制的光子美容机的研制[D];长春理工大学;2010年
7 李保强;基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究[D];郑州大学;2010年
8 韩春霞;大功率软开关氙灯电源的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王辉;绝缘子直流绝缘电阻测量系统的研究与设计[D];大连理工大学;2010年
10 梁保锋;基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张卫平,吴兆麟;PFC电路的分析[J];北方工业大学学报;1998年01期
2 刘大年,鲁玲,杨春榕;Boost型ZVT-APFC电路的实验研究[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年02期
3 陈力新,王新英;基于DSP的全数字化预测电流控制系统[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2001年01期
4 李先祥;基于DSP控制的功率因数校正系统的设计[J];电测与仪表;2002年07期
5 张友军;无桥功率因数校正器的研究[J];电测与仪表;2004年12期
6 林周布;无源无损缓冲型软开关技术的研究[J];电工电能新技术;2002年01期
7 曹建安,裴云庆,王兆安;Boost PFC电路中开关器件的损耗分析与计算[J];电工电能新技术;2002年01期
8 王玉斌;厉吉文;田召广;吕燕;;单周控制直流侧APF的综合分析和设计[J];电工电能新技术;2006年04期
9 熊健,张凯,裴雪军,陈坚;一种改进的PWM整流器间接电流控制方案仿真[J];电工技术学报;2003年01期
10 谢品芳,杜雄,周雒维;单周控制直流侧单相有源电力滤波器[J];电工技术学报;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许化民;单级功率因数校正技术[D];南京航空航天大学;2002年
2 王凤岩;快速瞬态响应电压调节器控制方法的研究[D];西南交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 屈旭光;一种最小电压应力的无源无损软开关技术研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
2 张厚升;基于单周期控制的高功率因数整流器的研究[D];西北工业大学;2005年
3 昌建军;单相Boost功率因数校正技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 刘霞;单相有源功率因数校正电路研究[D];西南交通大学;2005年
5 韩向阳;开关电源功率因数校正的研究与仿真[D];哈尔滨理工大学;2005年
6 周国华;开关电源数字电流控制技术研究[D];西南交通大学;2007年
7 陈妮;开关电源的数字峰值电压—峰值电流控制技术研究[D];西南交通大学;2008年
8 张斐;单传感器数字控制功率因数校正技术研究[D];西南交通大学;2009年
9 张峥;4KW Buck变换器的数字控制[D];北方工业大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 钟海峰;王剑斌;张文嘉;;基于ucc28019的高功率因数电源设计[J];电脑知识与技术;2009年23期
2 郭凤德;;弧焊整流PFC设计[J];电焊机;2011年07期
3 范凯;谢少军;;单相PFC变换器的电流过零畸变问题研究[J];电力电子技术;2009年04期
4 朱方明,余建刚;有源功率因数校正技术原理及应用[J];现代电子技术;2002年10期
5 周雒维,罗全明,杜雄;一种高效率的积分复位控制单相功率因数校正[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年02期
6 张梅,王志强;交错技术在单相功率因数校正中的应用[J];电工技术杂志;2002年11期
7 吴卫民,杨喜军,陈国呈;基于MC33260的跟随式BOOST型功率因数校正方案[J];电气传动自动化;2000年06期
8 朱黎丽;龙泉;程臣;;单相Boost型功率因数校正电路的数字控制策略研究[J];通信电源技术;2009年01期
9 张勇;;平均电流模式下模糊控制输出电压的功率因数校正方法[J];电子元器件应用;2009年01期
10 张才华;赵喜林;;功率因素控制在HID电子整流器中的应用研究[J];浙江工贸职业技术学院学报;2007年04期
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1 邓湘鄂;王明渝;安树怀;王磊;;可用于电动汽车的一种双向DC/DC变换器研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
2 袁有臣;吕永东;童刚;;谐振软开关同步Buck变换器的数字控制系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 耿宝寒;程永甫;;家用变频空调功率因数改善方法[A];第九届全国空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2008年
4 朱峰;郭光华;熊龙;胡庆宏;李国辉;王年云;;部分液体通气治疗吸入性损伤的剂量-效应差异[A];中华医学会烧伤外科学分会2009年学术年会论文汇编[C];2009年
5 Robert K.McNamara;;Docosahexaenoic Acid Deficiency and Prefrontal Cortex Neuropathology in Recurrent Mood Disorders:Emerging Evidence from Magnetic Resonance Imaging Studies[A];中华医学会病理学分会2010年学术年会日程及论文汇编[C];2010年
6 凌雁波;陈新;;单周控制单相Boost PFC设计及其数字实现[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
7 单洪翔;吴万志;刘效东;;PFC-2000管道射线检测仪的技术改进及应用[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
8 徐文杰;胡瑞林;王艳萍;;基于数字图像的非均质岩土材料细观结构PFC~(2D)模型[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
9 徐小杰;侯振义;;大功率场合Boost型功率因数校正的应用方案[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
10 王瑛;李维泉;;有源L级I C功率因数校正电子镇流器将在我国得到广泛应用[A];第二届照明灯用电器附件配套电子元器件科技研讨会专题报告文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山东 毛兴武 刘维志;LinkSwitch-PH 系列单级PFC可控硅调光LED驱动器(1)[N];电子报;2011年
2 山东 黄杨;交换机电源功率因数校正电路浅析与故障检修(上)[N];电子报;2011年
3 山东 黄杨;交换机电源功率因数校正电路浅析与故障检修(下)[N];电子报;2011年
4 山东 毛兴武;使用NCP1014带PFC的离线8W LED反激式电源[N];电子报;2010年
5 广东 严文敏;有功率因数校正专用IC的美国产QT节能型电子镇流器[N];电子报;2003年
6 山东 李金成;海信TLM4277型液晶电视检修[N];电子报;2009年
7 ;LED替代卤素灯前景看好[N];中国电子报;2009年
8 山东 孙海善 蒋海燕;联想万全T(R)350服务器的电源电路原理剖析及共性故障(下)[N];电子报;2010年
9 北京 祝大卫;基于PLC810PG控制IC的150W LED 路灯电源(上)[N];电子报;2010年
10 山西 闫恺福;ATX电源的EMI电路和PFC电路[N];电子报;2006年
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1 陈海;现代集成DC-DC变换器的高效率控制技术研究[D];浙江大学;2009年
2 袁臣虎;开关电源DC/DC变换器电路参数及新拓扑研究[D];天津大学;2012年
3 孟涛;基于全桥结构的三相单级有源功率因数校正技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 孟涛;基于全桥结构的三相单级有源功率因数校正技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 周泽坤;单片大功率DC-DC变换器高性能控制方法研究[D];电子科技大学;2012年
6 任小永;高效率高功率密度通信模块电源技术的研究[D];南京航空航天大学;2008年
7 孙鹏菊;输出宽范围连续可调的变结构恒功率电源的研究[D];重庆大学;2011年
8 李娅妮;单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 姚凯;高功率因数DCM Boost PFC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 张晓峰;小型混合动力车中电力驱动装置的若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高一星;单级功率因数校正技术的研究[D];北京工业大学;2012年
2 李环平;LED驱动电源的研究与设计[D];华南理工大学;2010年
3 柳绪丹;高效率高功率密度AC/DC变换器研究[D];浙江大学;2011年
4 吴田进;光伏并网发电系统模块化网侧接口变换器研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 朱自强;升压型变换器中的阻感负载特性研究[D];安徽大学;2010年
6 刘少娟;三相单级功率因数校正DC/DC变换器[D];燕山大学;2010年
7 王居德;中大功率软开关变换器的研究[D];电子科技大学;2010年
8 丁连锋;基于航空交流电网的PFC技术的研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 李兴元;基于不对称半桥的隔离式单级PFC变换器研究[D];燕山大学;2011年
10 刘青移;基于数字控制的单级全桥软开关功率因数校正技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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