周丹, 陈叁运, 王颢雄, 王斌[1]2006年在《一种新型功率因数校正器的性能分析》文中进行了进一步梳理分析了一种新型功率因数校正器(PFC)的工作原理以及该校正器的性能特点.与常规PFC相比,基于这种新拓朴的变换器不含整流桥.分析结果表明该变换器效率较高,并且有利于提高电感线圈中铁心的利用率,同时能够实现功率因数校正的功能.
丰年恺[2]2001年在《功率因数校正器的拓朴结构研究》文中研究说明谐波是电力系统中的主要污染源，对于数量多而且分散的中小功率单相电源系统，最理想的方法就是在电源内部采用功率因数校正(PFC)措施，从根本上消除谐波源，因而功率因数校正技术在近几年来得到了飞速的发展，其中功率因数校正技术研究的一个热点问题就是新的拓扑结构的提出。 本文针对这个问题，提出了一个系统的分析方法来构建PFC的拓扑结构。首先，根据能量守恒定律，建立了PFC的叁端模型：然后，分析叁端之间的能量流图，推导出PFC的拓扑结构。由此提出了十六种基本PFC，在这些基本结构中，除了典型的两级PFC，其余的拓扑的电路效率都高于两级PFC，这些拓扑就是混合PFC。本文分析了混合PFC的构成的必要的条件、能量分流对其的影响以及控制和运行模式。 本文对已经有实际电路的混合PFC作出归纳、总结。分析这些电路所属拓扑，具体电路如何实现能量的分流，探讨了控制策略，并列举了实验数据宋证实这些电路的可行性，总结了每种拓扑的优缺点。结合这些已有的实际混合PFC电路和系统的推导PFC拓扑的方法，在本文中推出了一些新的混合PFC，着重分析探讨了属于拓扑I-IIA的电路，建立了相应的数学模型，分析其控制策略，并根据具体的电路分析了能量分流与电路参数的关系。最后设计并完成了实验，由实验结果来验证了该PFC电路的可行性，能量分流对该PFC电路的功率因数和效率的影响，从而也验证了本文所提出的十六种基本PFC拓扑对开发新的PFC电路具有指导意义。
张文军[3]2008年在《叁相功率因数校正及其控制技术研究》文中进行了进一步梳理传统的整流器采用的是二极管整流或者SCR相控整流,其网侧的功率因数低,电网谐波含量大,所以要进行功率因数校正。单相功率因数校正技术比较成熟。随着电力电子技术的发展,电力电子装置的功率越来越大,使得叁相功率因数校正技术的研究有了较快速的发展,但是适合大功率应用场合的高效率、低成本的方案仍在研究之中,尚未取得根本性的突破,实用的叁相功率因数校正技术仍然是热门的研究课题。本文研究了一种电流型叁相功率因数校正电路,是在SCR相控整流器的基础上,增加了Buck斩波控制,通过PWM脉宽调制策略,使该整流电路具有高功率因数和低谐波含量的性能。论文分析了该电路拓扑的工作原理,建立了基于开关函数的电路数学模型,分析了该电路PWM调制原理与IGBT触发脉冲的实现过程。研究了主电路参数的设计方法,设计了31.25KW电流型PWM整流器的元件参数,设计了校正电路的控制系统参数,构建了该电路系统的仿真模型。仿真结果表明,该电路可使叁相电流波形趋于正弦波,功率因数校正近似为1。最后,设计了基于DSP的电源控制系统和保护电路。研究表明:该电路可实现叁相功率因数校正,且具有结构简单、控制方便、成本低的优点,适合于大功率应用场合。
王志刚, 范辉[4]2002年在《有源功率因数校正器的控制方法》文中研究表明本文作者对有源功率因数校正器的几种主要控制方法进行了简要阐述 ,并摘要介绍了其他的一些控制方法。
姜红超[5]2011年在《LED驱动电源的设计》文中研究表明本文以交流供电的LED驱动电源为研究对象,从LED驱动电源的原理、结构、控制策略和参数优化等方面进行研究,设计了一款应用于路灯照明的大功率LED驱动电源。研究设计工作的主要内容如下:1.详细介绍了照明技术的特点,分析LED驱动电源的国内外研究应用现状,指出LED驱动电源设计时存在的问题。2.对LED驱动电源的驱动方式、拓朴结构和控制方式等方面进行了综合对比分析,确定了LED驱动电源的总体设计方案,即采用PFC+DC/DC的数字化双级式驱动结构。对PFC的拓朴、工作模式和控制方式比较,确定采用CCM工作模式的Boost-PFC拓朴和平均电流控制方式。通过与传统谐振变换器的比较,确定采用LLC谐振变换器作为后级DC/DC的拓朴。3.分析CCM工作模式下采用平均电流控制方式的Boost-PFC电路的工作原理,选择Boost-PFC主电路的参数。利用状态空间平均法建立Boost-PFC的小信号模型,分析输出电压-控制和输入电流-控制的频率特性。4.分析LLC谐变换器的拓朴结构和工作原理,运用基频分量法(FHA)建立LLC变换器的等效模型,并进行了参数的计算、优化和元件的选择。采用等效电路法建立了变换器的小信号模型,并进行了频率分析。5.从LED驱动电源的Boost-PFC电路和LLC电路的传递函数出发,选择合适的补偿装置使得PFC环节和LLC环节具有较好的整体性能,并得到LED驱动电源的数字化控制系统的具体设计方案。6.基于DSP2812,进行了LED驱动电源的数字化控制系统设计与仿真验算。
李春燕[6]2004年在《基于DSP的电源数字控制研究》文中研究表明微电子集成技术的发展为电力电子控制技术提供了新的思路，由六十年代的分立元件发展到后来的集成电路、大规模集成电路、微处理器等，为功率变换的控制带来了极大的方便。由此产生的数字控制方法因其可重复性强、耐用性强、适应性强等优点，越来越受到人们的重视。本文采用数字信号处理器DSP建立数字控制平台，将开关电源的控制数字化，取得了良好的控制效果。 本文的主体由叁个部分组成，分别在第二、叁、四章进行阐述。 第二章介绍了DSP芯片的产生发展，对不同生产厂家生产的DSP芯片性能做了详细的介绍。本文主要使用了两种DSP芯片，分别为Motorola公司的DSP56F8323和TI公司的TMS320LF2407A。第二章在介绍过芯片性能之后，又分别就两种芯片的外围电路设计做了详细的介绍。最后对两种芯片的性能做了分析对比。 第叁章主要介绍单相功率因数校正的数字控制方法。首先简单总结了谐波污染对电网的危害，指出了功率因数校正的必要性，并且介绍了目前常用的功率因数校正控制方法。其次对单相功率因数校正功率电路中的主要元器件参数进行了设计和选择。最后建立了单相Boost PFC电路的数学模型，介绍了数字调节器的设计方法，并进行了仿真和实验验证。 第四章主要介绍叁电平逆变器的数字控制方法。首先，分析介绍了空间矢量控制在叁相叁电平逆变器控制中的应用，采用了一种简单的空间矢量算法，简化了实时计算。然后分析了不同空间矢量对直流电容电压的影响，提出了一种直流侧电容电压平衡的方法。最后对提出的算法进行了仿真验证。 第一章为绪论，主要介绍了电力电子技术，电源控制技术，以及数字控制技术的发展情况，介绍了课题的研究背景和研究目的。 第五章为全文小结，总结了整个课题的研究内容，并提出课题的沿继研究工作设想。
严阳[7]2016年在《单相软开关高效率半桥功率因数校正器研究》文中提出传统的功率因数校正(Power Factor Correction-PFC)拓扑由二极管整流桥与Boost电路级联组成。该级联拓扑的电流回路中器件数较多,导致导通损耗大,限制了效率的提高。无桥PFC拓扑能够减少电流回路中的器件数,降低导通损耗,其中半桥PFC拓扑中电流回路器件数最少,因而导通损耗更小。但是,该拓扑中开关器件电压应力较大,因此如果选用高压的IGBT作为开关器件,则开关损耗大,效率低。新型的碳化硅基MOSFET兼顾了高耐压与低通态电阻,因而导通损耗较小。且由于其开关速度快,所以开关损耗较小,可以极大提高半桥PFC的整体效率。但是,由于高频工作时其开通损耗比重仍然较大,严重制约变换器效率的提高。本文利用碳化硅基MOSFET优良的关断特性,采用让电感电流反向的零电压(Zero Voltage Switching-ZVS)控制策略,利用反向电感电流实现上下管的自然换流,使需要开通的开关器件的体二极管导通,让器件工作在零电压开通状态下,消除开通损耗,降低开关损耗,提升效率。针对这种电感电流反向的零电压(Zero Voltage Switching-ZVS)控制方式,论文给出了各个关键参数与关键控制电路的设计,分析建立了小信号与控制回路的数学模型,并介绍了数字控制的实现方案,搭建了一台数字控制的输出功率为1100W的实验样机,通过实验验证了碳化硅基MOSFET应用于半桥PFC能达到较高的效率。同时,针对数字控制半桥PFC电路的高频效率优化,本文进行了实验以及分析,提出了几种解决方案。
黄燕, 董晓红, 陈孝波[8]2010年在《数字化电源功率因数校正器的设计》文中提出本文以单相功率因数校正器(PFC)为对象讨论了如何设计数字电源,重要的是讨论了单相PFC的小信号模型,在这个基础上阐明了电源双环控制的组成,详细讨论了设计控制器的方法,完善了从小信号建模等理论直到完成整个数字化电源控制的过程,并对具体的工程技术问题给出了具体的分析手段和可操作的解决方法。
蒋晓东[9]2014年在《基于TMS320F281X的单相BOOST功率因数研究》文中认为随着用电设备的大量使用,电网危害越来越多的受到关注。大量的电力电子设备投入到电网使用中,特别是开关电源和变频电路的大量使用,对电网造成了严重的干扰和损害。在所有的影响因素中,谐波影响是比较突出的,为了有效抑制谐波,提高能源和设备的有效利用,我们引入有源功率因数技术。有源功率因数技术又叫APFC.技术,大量应用于电路设备中,不但能带来好的经济效益和环境效益,也能带来很好的社会效益。数字控制电源成为现在开关电源产品的主流,本文正是基于TMS320F2812对Boost-APFC进行的研究。在做了大量参考文献的基础上,首先对功率因数校正技术近些年的发展和研究现状做了概述,而后对功率因数校正技术原理进行了分析说明。根据电路结构和工作状态,具体分析了拓扑结构、工作模式以及控制方法,在比较分析中最后确定了功率因数的校正方法,即是：在临界导电模式下,基于平均电流控制策略的采用电流内环和电压外环双环控制的功率因数校正技术。最终选择了升压型拓扑结构的电路作为系统主电路,采用TMS320F2812型号的数字信号处理器对系统实现数字化控制器。运用乘法器控制策略的算法,建立了电压环和电流环的小信号模型,设计了系统的最佳参数,实现了采样算法环节、PI控制环节和抗干扰环节以及EMI环节,提出了基于免疫反馈的PID算法,对系统进行了电压前馈环节和软启动环节的研究,完成了实验装置,通过实验获得了比较好的实验波形。
曹翔[10]2015年在《PFC设计和无刷直流电机控制研究》文中研究说明无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)是随着电力电子技术和新型永磁材料的兴起而迅速发展起来的一种新型永磁电机。BLDCM既具有直流电机的优良性能,还具有结构简单、效率高、噪声低和寿命长等优点,在工业、军事和民用等领域的应用越来越广泛。同时,随着电网对电能质量的要求逐步提高,功率因数校正技术在电机控制系统中日益受到重视。论文首先介绍无刷直流电机控制系统的组成和工作原理,以及这种新型电机的控制方法。之后,针对本文无刷直流电机控制系统的特点,确定了电机控制系统所采用的功率因数校正(PFC)主电路拓扑及控制方法——单周期控制Boost型有源PFC。在分析了单周期控制Boost型有源PFC技术工作原理的基础上,采用单周期功率因数校正芯片IR1155设计了适用于无刷直流电机控制系统的功率因数校正电路。其次,针对本文电机控制系统,设计了开关电源。该开关电源采用专用电源芯片TOP223Y,结构为单端反激式,在功率以及电压稳定精度方面都达到了本文系统的要求。本文电机控制系统的硬件方案以控制芯片dsPIC16F1933为核心,包括了整流、逆变、电压电流检测等模块。最后,对加入了PFC的无刷直流电机控制系统进行实验测试,包括网侧电流对比、效率、转速和功率因数等参数的测试。实验结果表明,论文设计的含PFC的BLDCM控制系统工作稳定、效率较高,正常工作时系统功率因数大于0.99,证明了本文所设计系统的正确性、可靠性。
参考文献：
[1]. 一种新型功率因数校正器的性能分析[J]. 周丹, 陈叁运, 王颢雄, 王斌. 叁峡大学学报(自然科学版). 2006
[2]. 功率因数校正器的拓朴结构研究[D]. 丰年恺. 浙江大学. 2001
[3]. 叁相功率因数校正及其控制技术研究[D]. 张文军. 西安理工大学. 2008
[4]. 有源功率因数校正器的控制方法[J]. 王志刚, 范辉. 四川工业学院学报. 2002
[5]. LED驱动电源的设计[D]. 姜红超. 华南理工大学. 2011
[6]. 基于DSP的电源数字控制研究[D]. 李春燕. 南京航空航天大学. 2004
[7]. 单相软开关高效率半桥功率因数校正器研究[D]. 严阳. 浙江大学. 2016
[8]. 数字化电源功率因数校正器的设计[J]. 黄燕, 董晓红, 陈孝波. 成都航空职业技术学院学报. 2010
[9]. 基于TMS320F281X的单相BOOST功率因数研究[D]. 蒋晓东. 安徽理工大学. 2014
[10]. PFC设计和无刷直流电机控制研究[D]. 曹翔. 东南大学. 2015
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