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单级功率因数校正技术

单级功率因数校正技术
在低功率应用中,为了减少器件和成本,单级功率因数校正(PFC)技术越来
越受到人们的关注。单级PFC技术是把PFC级和DC/DC级集成在一起,共用开
关管和控制电路,同时提高功率因数和对输出电压的快速调节。
本文针对单级PFC技术进行分析和研究,共分六章。 第一章对无源PFC
技术、有源两级PFC技术和有源单级PFC技术进行了分析和对比,指出了它们各
自的优、缺点和适用范围,并得出单级PFC技术适用于小功率场合,是PFC技术
在小功率应用中发展的必然趋势,同时也是目前PFC技术的研究热点。
第二章对现有的单级PFC变换器拓扑进行了分析,指出在单级PFC变换
器中,为了在实现输出电压快速调节的同时使输入电流谐波含量达到
IEC1000-3-2标准,必须解决的两个问题是:如何实现输入电流整形和控制储能
电容电压在450V以下。本文把单级PFC拓扑分为Boost型和Buck-Boost型结构,
Boost型单级PFC变换器还可分为两端模式和三端模式两种,归纳出它们的通用
模型,阐述了它们之间可以相互转换以及相互转换的规律,从而在现有的单级
PFC变换器拓扑上得到了一些新的拓扑结构。
第三章对三种采用变压器绕组实现负反馈的单级PFC变换器进行研究,
显示出三种拓扑性能相近,并且它们之间可以进行相互转换,验证了第二章提出
的转换规律。研究结果说明采用变压器绕组以负反馈的方式抑制储能电容电压有
很好的效果,而且增加的器件较少,结构简单。
第四章提出一种新型单级PFC变换器,采用变压器绕组以负反馈的方式
抑制储能电容电压。本章分析电路的工作状态,完成了电路设计和实验验证。
并同其它单级PFC变换器进行了对比,得出新型拓扑具有结构简单、输入电
流谐波含量低、储能电容电压低的特点,适合于小功率应用。 第五章研究了
DCM反激式单级PFC变换器。
根据“无损电阻”的概念对用于实现PFC功能的反激变换器进行了理论分析
和电路参数的确定。对于采用RCD吸收电路的反激变换器进行了损耗分析,指出
了漏感对变换器的效率、器件的电压额定值起到决定性的作用,影响了变换器在
实际中的应用。
同时对反激有源箝位电路进行了仿真和实验。反激有源箝位电路在固定占空
比情况下,由于变压器的磁化能量能够双向流动,存在主管开通时磁化电感和漏
感能量反馈回输入端,使输入电流畸变,降低了输入功率因数。
但如果设计反激有源箝位电路工作在电流连续模式,控制占空比,使输入电
流跟随输入电压,可以提高输入功率因数。
摘 要 第六章对本文的工作进行了总结。

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