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单相Boost功率因数校正电路拓扑及控制算法的研究

阳彩  
【摘要】:为了限制电子设备对电网的谐波污染,国内和国际都制定了相应的谐波电流标准。各种功率因数校正技术也因此被用于减小输入电流谐波,提高系统功率因数。有源功率因数校正电路相对无源功率因数校正电路能够获得更好的功率因数,而其中Boost功率因数变换器更是被广泛研究和运用。本文的研究对象为单相Boost功率因数校正电路,并且对其进行了以下几方面研究: 1)提出了应用RB-IGBT的倍压Boost功率因数校正电路拓扑,采用RB-IGBT简化了功率因数校正电路拓扑结构。该电路拓扑理论上损耗较低,系统传输效率可以较高。 2)建立了三电平Boost功率因数校正电路拓扑的准静态模型,在准静态模型的基础上对电路的稳定性和动态性能进行了较为详细地分析,并且给出了控制参数的设计方案。相对传统的模型分析方法,该模型分析方法更为合理,能更为精确地给出参数的选择范围。 3)在输出电压动态响应方面,提出了输出电流估算算法。在不进行输出电流采样的情况下,通过算法实现输出电流的估算,进行输出电流注入,从而实现了输出电压动态性能的提高。省略了输出电流检测电路,节省了硬件成本,并且对于现有的数字控制的功率因数校正电路系统,只需要更新控制程序,即可达到输出电压动态性能的改善。 4)提出了应用于倍压Boost功率因数校正电路的反馈线性化控制。将非线性的Boost功率因数校正电路系统进行线性化,然后可以采用经典线性系统的控制手段进行分析设计。应用反馈线性化控制可以较好地改善功率因数校正电路系统的稳态特性和动态性能,获得更好的功率因数值和良好的动态响应。


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