平均電流型有源功率因數(shù)校正技術的研究.pdf

1、開關變換器在電源領域的應用十分廣泛,但是由于開關器件的非線性特性,而導致輸入電流畸變?；兊妮斎腚娏骱写罅恐C波,會對電網(wǎng)造成嚴重污染。有源功率因數(shù)校正技術對開關變換器的功率因數(shù)進行校正,不僅提高了功率因數(shù),減小了輸入電流的諧波成份,而且能夠有效地降低對電網(wǎng)以及通訊自動化設備的諧波干擾,極大地提高電能的使用效率,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。研究功率因數(shù)校正技術對開關變換器的發(fā)展具有重要的意義。
　　 本文首先介紹了功率因數(shù)校正的定義及其

2、發(fā)展狀況,詳細分析了有源功率因數(shù)校正電路的基本工作原理。從主電路拓撲結構和控制方法對有源功率因數(shù)校正電路進行分析,對比研究三種常見APFC電路主拓撲結構(Buck變換器、Buck-Boost變換器、Boost變換器)各自的優(yōu)缺點和異同,分析比較功率因數(shù)校正電路在電感電流不連續(xù)和連續(xù)狀態(tài)下各自的控制方法。Boost PFC電路具有輸入電流紋波小,且在輸入電壓及頻率廣泛變化范圍內(nèi)能保持較高的輸入功率因數(shù)等優(yōu)點,因而在本文中作為主要的拓撲研究

3、對象。
　　 平均電流控制電路通常使用乘法器,采用電壓環(huán)和電流環(huán)的雙閉環(huán)控制方式來實現(xiàn)功率因數(shù)校正。本文設計的控制電路在傳統(tǒng)平均電流控制的基礎上增加了輸入電壓前饋電路。前饋電路的引入不僅使得輸入功率保持恒定不變,而且提升了在輸入電壓突變時系統(tǒng)的快速響應能力,可以使控制電路的環(huán)路增益不會因輸入電壓的變化而受到影響,易實現(xiàn)在寬輸入電壓范圍內(nèi)控制回路的正常工作,使電路保持良好的動態(tài)響應速度和負載調(diào)節(jié)特性。一在理論分析Boost PFC

4、電路各個狀態(tài)模式的基礎上,建立平均電流控制的MATLAB／SIMULINK數(shù)學模型,并在時域范圍內(nèi)對平均電流控制APFC電路進行仿真分析,研究其在輸入電壓突變、負載突變情況下,系統(tǒng)的動態(tài)響應能力。
　　 最后完成電路設計,建立PSIM模擬電路模型。通過仿真分析表明APFC控制器能夠有效減少輸入電流畸變,使得輸入電流和輸入電壓同相位,從而實現(xiàn)功率因數(shù)校正的目的。同時,在不同的電感值和輸入電壓條件下進行仿真實驗,并且根據(jù)濾波電容的不