临界导通模式 PFC 电路的稳态特性

临界导通模式 PFC 电路的稳态特性

一、临界导电模式PFC电路的稳态特性(论文文献综述)

权兵[1](2021)在《一种串联补偿反激式PFC变换器的研究与设计》文中提出为了消除电网谐波污染、提高功率因数,需要在电子设备的输入端增加功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器。由于脉动的瞬态输入功率与恒定输出功率之间的不平衡,PFC变换器的输出电压/电流含有较大的二倍工频纹波,且PFC变换器的动态响应速度较慢,对于突变的负载不能及时调整输出电压/电流。针对以上问题本文设计了 一种串联补偿反激式PFC变换器。论文对串联补偿反激式PFC变换器的工作原理、电路特性和控制策略进行了研究。首先分析了变换器的功率因数校正机理,推导出实现单位功率因数时占空比的变化关系;通过建立变换器的能量传输等效模型,对比分析了本文研究的变换器与单级PFC变换器和两级级联PFC变换器三者的效率,理论分析表明本文研究的变换器效率介于两极和单极变换器效率之间;然后推导出了输出端二倍工频纹波电压峰峰值的表达式,从而得到了变换器实现输出电压低纹波的条件。为了得到更好的纹波补偿效果,采用状态空间平均法建立了 Buck RCC小信号模型,由此得出功率级传递函数,并根据开环传递函数进行了补偿网络的设计;最后以双输出反激PFC变换器为基础,通过在其输出端引入Buck纹波补偿电路(Ripple C ancellation Circuit,RCC),设计了反激主电路、Buck补偿电路、开关驱动电路和保护电路等功率电路和控制电路。为验证理论分析及参数设计的正确性,搭建了一台85W的实验样机。实验结果表明,本文研究的串联补偿反激式PFC变换器具有高功率因数的同时,不仅可以实现输出电压低纹波,且具有快速动态响应速度。

姜玉德[2](2021)在《4H-SiC JBS二极管的设计与应用研究》文中研究指明碳化硅(Silicon Carbide,SiC)作为第三代半导体的代表,具有宽禁带、高临界击穿电场、高电子迁移率和高热导率等特性,是制作功率器件的理想材料。相较于传统硅(Silicon,Si)基功率器件,SiC器件可以缓解导通电阻和击穿电压之间的矛盾,满足电力电子系统对高功率密度、高开关频率以及低散热的要求。自2001年首次推出商用SiC二极管至今,SiC器件一直处于高速发展阶段,其中原子排列周期为4层的六方晶格结构碳化硅(4H-SiC)结势垒肖特基(Junction Barrier Schottky,JBS)二极管是目前应用最广泛的SiC器件,具有高开关速度、低导通阻抗、低反向恢复电流等优点,可以显着提高电力电子系统的性能。然而,4H-SiC JBS二极管的击穿电压容易受到终端区域界面电荷的影响,因此二极管的终端结构设计非常重要,并且器件在高温、高压和高湿等应力下出现的电学特性退化现象也亟待解决。基于此,本文对4H-SiC JBS二极管的结构设计、可靠性和应用开发等方面展开理论研究和实验探索,主要研究内容可归纳如下。1.设计了1200 V 4H-SiC JBS二极管的结构并开展了仿真研究。首先,通过理论计算选择了掺杂浓度为8×1015 cm-3、厚度为10μm的外延层;然后,利用Silvaco软件对4H-SiC JBS二极管的正反向特性进行仿真研究,确定了元胞区的最优结构;最后,设计了JBS二极管的两种终端结构,即结终端扩展(Junction Termination Extension,JTE)和场限环(Filed Limiting ring,FLR)。针对这两种终端结构展开了如下研究:1)分析了JTE结构的横向长度、注入剂量与击穿电压之间的关系,并讨论了4H-SiC/SiO2界面电荷对终端电场分布的影响,当电荷密度大于1×1012 cm-2时,器件的击穿电压下降趋势明显;2)分别研究了等间距FLR结构和缓变间距FLR结构,设计参数主要为环间距和环个数,仿真结果表明等间距FLR的终端效率较低。在考虑界面电荷的影响下,确定了24环缓变间距FLR结构,当界面电荷密度在1×1012 cm-2~7×1012 cm-2之间时,该结构的击穿电压保持不变。2.制备了4H-SiC JBS二极管系列样品并分析了其电学输运机制。基于仿真研究结果,优化了高温离子注入、碳膜溅射和欧姆接触等关键工艺条件,对4H-SiC JBS二极管进行了流片测试。基于FLR结构JBS二极管的变温正向电流-电压(I-V)测试结果,详细阐述了4H-SiC JBS二极管随着导通电流增加,正向导通由热发射机制过渡到双极导电机制的过程。通过反向I-V曲线发现,反向电流与温度和电压具有强依赖关系,小偏压下由肖特基效应主导;随着电压的增加,反向漏电由热场发射机制主导。3.开展了4H-SiC JBS二极管的可靠性实验并分析了器件失效原因。针对FLR结构的4H-SiC JBS二极管设计了四种老化实验,以评估器件在高温、高湿、功率负载等条件下的长期可靠性。在浪涌实验中,对二极管施加单次正弦半波的电流脉冲,脉冲宽度为10 ms,发现二极管能承受的最大浪涌电流为115 A。在高温高湿反偏实验中,在对二极管施加600 V偏压的前提下,将其置于高温高湿环境中1000小时,老化结束后发现一颗器件的击穿电压下降到900 V左右,利用扫描电子显微镜、激光光束诱导电阻变化进行失效分析。在间歇寿命(IOL)老化实验中,经过3000次功率循环后,二极管的各项参数保持稳定。在温度循环(TC)实验中,将器件分别置于175℃和-55℃的环境中15分钟,随着循环次数的增加,部分器件的正向压降明显上升,通过反射式扫描声学显微镜发现失效器件出现了严重分层。4.研究了4H-SiC JBS二极管在Boost型功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路中的应用。相较于传统的Si基快恢复二极管(Fast Recovery Diode,FRD),4H-SiC JBS二极管可以有效提高PFC电路的性能。利用制备的器件搭建了Boost PFC样机分别对两者进行测试,电路开关频率为50 kHz。测试结果显示,当输出功率为1000 W时,相比于传统的Si FRD,使用SiC JBS的整机效率由97%提升至98.13%;当输出功率从400 W变化到1000 W时,Si FRD的工作温度从36.2℃升至96.6℃,而SiC JBS的温度仅仅从27.8℃升至47.8℃,表明SiC JBS对提升PFC电路的性能具有明显优势。

周鑫[3](2020)在《含虚拟无穷大电容器的功率因数校正器控制策略研究》文中认为大多数电力转换器需要输入和输出电容滤波器,其目的是平滑的电压,抑制开关噪声。然而,覆盖低频范围需要巨大笨重且不可控制的大容量电容器,这对一些电力电子转换器的使用和推广带来了严重的挑战。随着新能源、电力交通和高效直流照明的发展,对高可靠性和轻量化电力转换器的需求日益增长,同样对电解电容使用提出新的要求。因此,纹波消除器应运而生,而虚拟无穷大电容器(Virtual Infinite Capacitor,VIC)则是纹波消除器中的一种。由于VIC可以抑制随机电压波动,无需事先假设电流范围,同时通过电荷控制器可以对电荷进行控制保证了电压的平滑,故本文针对VIC进行研究。然而,传统基于滑模变结构的VIC控制策略测量参数较多,导致VIC的成本增加,可靠性降低。同时VIC与功率因数校正器(Power Factor Correction,PFC)电路之间需要协调控制,导致功率因数降低,从而制约了VIC的应用。针对以上问题,本文研究的具体工作如下:(1)分析纹波消除器和VIC的原理。对近年来纹波消除器的几种结构和方案进行分析,对VIC的几种应用进行分析。分析VIC和电荷控制器的工作原理,采用传统滑模变结构控制策略对VIC进行控制。最后,搭建基于滑模变结构的含VIC的PFC控制策略仿真模型,并验证VIC原理的正确性。(2)提出一种重构积分滑模变结构的控制策略。以双向Buck/Boost变换器为例,分析了滑模变结构控制和PI控制VIC的工作原理,提出一种重构积分滑模变结构控制策略。通过对VIC原理分析建立变结构模型,以此为基础进行了公式推导和等效替换,构建新的滑模切换面,并提出了积分重构观测器取代物理传感器用于电流采样。最后,用Matlab仿真进行三种控制策略对比验证其可行性和有效性。(3)提出一种电压跟随式恒定占空比控制策略。以电压跟随器代替传统VIC的电荷控制器,实现对VIC与PFC电路之间的解耦控制。然后在研究电网的功率及与电压纹波、电容关系的基础上,对电压跟随式恒定占空比控制策略进行分析。最后构建电压跟随式恒定占空比控制策略的VIC仿真模型,验证控制策略的正确性。(4)搭建半实物仿真平台。搭建了含VIC的FPC半实物平台,输入35VAC输出45VDC,功率为68W,验证VIC原理的正确性。

熊琨[4](2020)在《基于氮化镓器件的多电平飞跨电容无桥PFC变换器研究》文中研究说明开关模式AC/DC变换器广泛用于计算机,数据中心和电信设备的现代电源中。实现功率因数校正(PFC)和高效率是两个最重要的要求,在许多情况下,高功率密度也是衡量变换器性能的一项重要指标。一般来说,变换器的效率和功率密度受功率器件,拓扑和控制策略的影响很大。GaN图腾柱无桥PFC变换器由于电路简单,导通损耗低,且GaN器件具有零反向恢复损耗、低开关损耗和驱动损耗等优异性能,使之成为目前效率最高的PFC变换器。然而若要保持高效率运行,变换器硬开关频率须低于100k Hz,因此限制了变换器体积的减小和功率密度的提高。本文将多电平结构引入图腾柱式无桥PFC中,提出了一种五电平飞跨电容无桥PFC变换器,该变换器允许使用更经济有效的低压GaN晶体管。首先,本文分析了五电平无桥PFC变换器的拓扑结构与工作原理,与GaN图腾柱无桥PFC变换器相比,该拓扑具有更低的器件成本、降低的电压应力和高有效开关频率等优点,因此变换器在保持高效率的同时大幅减小主电感和EMI滤波电感的体积,从而提高功率密度。其次,五电平拓扑由于增加了额外的飞跨电容以及主电感的减小,也给PFC控制带来了挑战。本文通过对电流环和电压环的小信号建模,分析了多电平的参数变化对系统动态性能的影响;同时针对小电感所引起的输入电流过零点畸变问题引入了部分前馈控制,定性分析了前馈控制对系统性能的影响,通过部分前馈控制消除了电感所带来的电流相移,改善了输入电流波形畸变等问题;并通过MATLAB仿真平台,验证了控制策略的有效性。最后,本文根据变换器设计要求,对其硬件电路参数和关键电路进行了设计,并制作了一台1.6k W五电平飞跨电容无桥PFC变换器样机,对上述分析和设计进行了实验验证。实验结果表明,该样机具有高效率,高功率因数和低输入电流THD等优良性能。

邓吉利[5](2020)在《新能源电动汽车6.6kW充电机设计》文中进行了进一步梳理随着新能源电动汽车的快速发展,作为新能源电动汽车关键组件之一的充电机已经从早期的小功率1.2kW/1.3kW已逐步被大功率充电机所替代,基于此,本文主要研究和设计了一台6.6kW充电机的拓扑电路结构及其控制策略,使其能稳定、可靠、快速和安全的为电动汽车充电。通过大量参考文献的阅读和对市场的调研,分析了6.6kW充电机与小功率充电机在功能、性能及技术指标上的区别,从而针对性的设计了一台6.6kW新能源电动汽车充电机,对主电路拓扑结构和控制方法进行了理论、仿真分析和实验验证。本文研究的车载充电机采用双端结构,即前端采用交流-直流(AC/DC)的结构,后端采用直流-直流(DC/DC)的结构。前端AC/DC拓扑结构中,为了满足电网侧的要求,以及针对传统的Boost-PFC整流桥上的功率损耗大、充电效率低等问题,本文通过对传统的整流拓扑电路结构进行了分析比较,采用前端整流电路图腾式无桥PFC和交错并联技术相结合的拓扑结构,对该拓扑结构的工作原理和控制方法进行了详细分析,针对拓扑电路工作过程中体二极管存在的反向恢复问题,理论分析了通过检测功率管电流的大小和方向来控制其导通或关断,即解决了体二极管反向恢复问题,也实现了同步整流。最后对主电路参数进行了设计,并采用平均电流控制对主电路拓扑进行仿真验证,仿真结果表明,该拓扑结构具有高功率因数、总谐波含量低、功率器件电流应力低、纹波系数低等优点。后端DC/DC拓扑结构中,为了满足电池充电的要求,以及主电路拓扑具有宽范围调压功能、低功率损耗、高功率密度等要求,本文后端DC/DC电路采用半桥LLC谐振变换器拓扑结构。对该拓扑结构的工作原理和特性进行了详细分析,利用基波分析法(FHA,Fundamental Harmonic Analysis)建立了FHA等效模型。针对变压器次级漏所感带来的虚拟增益,本文对直流电压增益表达式进行了修正和主电路参数进行了优化设计。同时针对传统电压模式控制的LLC谐振变换器动态响应速度慢的问题,采用了一种具有快速动态响应速度的充电电流控制策略,该控制策略在控制环路中引入了谐振电流信号,加入了电流反馈模块,提高了动态响应速度,对该控制方法进行了详细分析,对控制环路参数进行了设计。最后通过仿真验证了理论的正确性。最后对后端LLC谐振变换器进行了实验验证,实验结果表明充电电流控制策略能实现零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)的功能。同时其输入电压动态响应速度较电压模式控制策略快了近44%,电压超调量降低了50%;负载动态响应速度较电压模式控制策略快44%,电压压降幅度减小了57%。可以看出,充电电流控制策略具有更快的动态响应速度,验证了本文的理论分析。

苏立青[6](2019)在《LED景观灯恒流驱动电源的研究》文中指出该研究针对新型光源——大功率LED灯应用于景观灯照明的需求及其驱动电源现状,完成了一款500W三路恒流输出的LED驱动电源的研究与硬件设计。研究采用模块化处理方法,将整个电路分成四个模块:EMI滤波电路、功率因数校正(Boost PFC)电路、LLC谐振半桥变换器、BUCK恒流驱动模块。论文首先分析了大功率LED的外特性和驱动方式,经比较选择先恒压再恒流的驱动方式。接着对Boost PFC电路的结构形式、控制策略及基本原理进行了分析,并设计了相关的硬件电路及参数。其次,重点分析了半桥LLC谐振变换器的优点、主体结构、工作原理、模型的建立,并对传统的LLC进行了改进,在其输出环节应用同步整流技术,降低输出整流损耗,进一步提高电源的效率,在其硬件及参数的设计中加入了恒压模块,使输出电压维持恒值,便于后级的恒流设计。再其次,在比较了两种恒流控制方式的基础上,设计了BUCK恒流驱动电路。在完成上述工作之后,为了降低市电谐波对驱动电源的干扰以及防止驱动电源的开关信号贯穿到市电,在电路的前级设计了高频增强型EMI滤波电路。最后,对课题的主要部分及所设计的电路进行了计算机建模及仿真,并制作了一台电源样机,其目的是验证所研究的结果是否满足设计要求。

刘欣睿[7](2019)在《新能源电动汽车车载充电电源的研究与设计》文中研究表明随着电动汽车的发展,对其关键技术的研究至关重要,其中电池充电技术是推动新能源电动汽车发展普及的关键,对小功率应用场合的车载充电电源而言,网侧功率因数、整机效率、功率密度等为研究重点,本文对车载充电电源进行了理论研究、仿真分析和实验验证。首先本文对功率等级为1.3kW的前端单级Boost-PFC电路进行研究。详细分析了其连续、断续、临界连续三种工作模式,并对该电路的平均电流、峰值电流和滞环电流三种控制方法进行了对比分析。分析可知,连续导电模式下电感电流高频脉动最小,同时平均电流控制具有更好的电流跟随特性。通过半载与满载情况下仿真分析可知:采用平均电流控制的CCM Boost-PFC电路均能实现单位功率因数运行,网侧电流谐波含量分别为2.24%、3.15%,输出电压纹波系数分别为±1.75%、±3.25%。同时本文还对功率等级为3.3kW的前端交错并联拓扑电路结构进行分析。分析了其工作原理、电流纹波特性、电感尺寸,该拓扑电路相比单级拓扑具有更小的输入电流纹波、更高的功率密度。通过对电路均流特性的分析,在电流环内加入无扰动占空比补偿环对传统控制方法进行改进,使其能达到更好的均流效果。仿真分析表明:改进型控制方法能达到更好的均流效果,开关管电流应力能达到均等,同时,输出电压稳定,满足后端电路的输入要求,输入电流纹波较小,验证了该电路相比于单级电路的优越性。此外,本文对同步整流谐振电路作为后级直-直变换电路开展了研究。详细分析了同步整流的工作原理、驱动方式,对谐振电路的零电压导通、零电流关断工作条件进行了分析,并对谐振参数进行了计算,仿真分析表明:系统在满足输出电压电流要求的前提下,能实现零电压导通和零电流关断。最后,本文搭建了功率等级为1.3kW的车载充电电源两级电路实验平台。实验结果表明:该充电电源能实现单位功率因数运行,同时,后端电路能实现ZVS工作,同步MOS管能被准确驱动,验证了本文所采用的控制方法及设计方案的正确性。

方允程[8](2018)在《可调光通信单级谐振型LED驱动电路的研究》文中研究表明LED具有低功耗、高亮度、寿命长、体积小、调光性好、无污染等优点,在照明场合得到广泛应用,被誉为第四代绿色电光源。此外,利用LED调制性好、响应速度快的特点,衍生出可见光通信技术,使LED实现通信与照明双功能成为可能。随着LED的快速发展,LED驱动电路也成为业界的研究热点。传统的两级结构LED驱动电路,需要两套控制电路,存在成本高、控制复杂、可靠性差等问题。为解决上述问题,研究通过开关管复用将功率因数校正环节与DC-DC恒流环节集成在一起的单级LED驱动电路,在近些年来得到广泛关注。为了进一步减小导通损耗和开关损耗,本文基于无桥Boost电路与LLC电路,提出一种无桥单级谐振型LED驱动电路。通过开关管的复用将无桥Boost电路与LLC电路集成为单级电路,上管能够实现ZVS,下管能够实现ZCS;将无桥Boost电路设计在断续模式下,能够自动实现功率因数校正。论文详细分析该电路的工作原理与工作过程、PFC单元与DC-DC单元的稳态特性,对关键参数进行分析与设计,并通过计算机仿真和样机实物研究验证了该电路的可行性。针对提出的单级电路建立了直流母线电压数学模型,分析了控制变量占空比D、开关频率fs与直流母线电压Vbus的关系。采用APWM-PFM混合控制方法,通过APWM电压前馈控制降低复用管的占空比D,从而降低直流母线电压至合理范围;PFM电流环通过调节开关频率使得输出电流稳定。控制方法采用基于TMS320F2812型DSP的数字控制系统来实现,并详细分析了 PWM驱动信号调频与调占空比的实现机理,设计了相应的控制软件流程图。在可见光通信系统中,调制技术是保证可见光通信质量与速率的重要条件。本文分析介绍了几种常见的脉冲调制类调制方式与OFDM调制方式,并对比分析了它们的优缺点。本文结合OFDM调制技术,设计了一种基于网络变压器注入OFDM信号的VLC调制方案,与本文设计的无桥单级谐振型LED驱动电路相结合,进行了相关实验测试,分析对比了不同工作条件下的VLC特性。本文设计一台交流输入90~135Vms、输出2A/100W的实验样机。实验结果表明,在输入90~135Vrms范围内,最高效率为91.45%,PF均在0.985以上,直流母线电压变化范围为271~400V。在额定输入电压110Vrm时,效率为90.68%,PF为0.993,THD为11.2%,验证了所提出的无桥单级谐振型LED驱动电路的可行性。

张若玙[9](2018)在《全自动PE管件电熔焊机系统设计》文中研究说明目前市场上的电熔焊机多为39.5V恒电压输出,采用外接扫码器进行管件型号扫描,不能适应不同厂家的各型号PE管件焊接要求。为了能从焊接过程源头处提高焊接质量、规范焊接工艺参数、降低操作难度,本文设计了全自动PE管件电熔焊机系统,相关研究如下:通过分析焊接过程PE管件电熔接头处物理结构、材料性能及传热方式,建立电熔接头三维瞬态有限元传热学模型,进行电熔焊接过程温度场仿真并通过实验验证模型有效性;进行仿真试验,分析焊接工艺参数变化对电熔接头处温度场及焊接质量的影响规律,利用该规律进行焊接工艺参数优化。为了使电熔焊机分段输出稳定、节能高效、体积小重量轻,主电路采取两级PFC逆变电路结构,前级Boost型PFC完成输入交流电压的滤波与整流及有源功率因数校正,后级移相全桥逆变电路实现ZVS软开关及DC/DC高频功率变换。控制器选用DSP芯片TMS320F28027来实现PWM移相脉冲的产生和信号的高速处理。论文通过理论分析、仿真建模和实验验证结合的方式完成全自动PE管件电熔焊机硬件及控制系统设计的整个过程,包括总体方案分析、主电路拓扑选择、元器件参数计算选型、DC/DC电路开环仿真、输出电压传递函数模糊PID控制仿真。制作PFC及移相全桥DC/DC电路并测试前级PFC模块稳定输出直流电压390V±5%,功率因数达到0.96以上;后级DC/DC输出电压在048V可调,额定电流50A,效率在92%以上,能够满足中小型PE管件焊接需求。本文最后以电熔焊接实际操作过程为依据设计并实现全自动PE管件电熔焊机移动客户端主要功能。

王杰[10](2011)在《临界导电模式下BOOST变换器功率因数校正电路设计》文中研究指明针对临界导电模式下功率因数校正的问题,以BOOST电路为研究对象,推导了临界导电模式下功率因数校正电路的输入电流表达式,并详细分析了临界导电模式功率因数校正BOOST开关变换器的稳态特性。给出了开关频率与输入电压及功率的关系。提出了采用专用PFC控制芯片来调整开关管的开通时间,改善其关断条件,提高整个电路的工作效率,以达到提高功率因数的目的。研究结果表明,开关管在输入电源半个工作周期内保持恒定的导通时间就可实现变换器的单位功率因数工作,为设计变换器提供了理论基础。

二、临界导电模式PFC电路的稳态特性(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、临界导电模式PFC电路的稳态特性(论文提纲范文)

(1)一种串联补偿反激式PFC变换器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 功率因数校正技术的研究现状
        1.2.2 纹波抑制技术的研究现状
    1.3 本课题的主要研究内容
2 功率因数校正电路原理
    2.1 功率因数校正技术
        2.1.1 功率因数概述
        2.1.2 无源功率因数校正
        2.1.3 有源两级功率因数校正
        2.1.4 有源单级功率因数校正
    2.2 Buck变换器
        2.2.1 Buck变换器的工作原理
        2.2.2 Buck变换器的导通模式
    2.3 反激变换器
        2.3.1 反激变换器的工作原理
        2.3.2 反激变换器的导通模式
    2.4 系统方案确定
    2.5 本章小结
3 串联补偿反激式PFC变换器的工作原理及特性
    3.1 串联补偿反激式PFC变换器原理分析
        3.1.1 工作原理分析
        3.1.2 控制原理分析
        3.1.3 输入电压前馈原理分析
    3.2 能量传输过程分析
    3.3 功率因数校正机理
    3.4 变换器效率分析
    3.5 输出纹波电压分析
        3.5.1 反激PFC输出纹波电压
        3.5.2 输出电压低纹波的条件
    3.6 Buck RCC小信号建模
    3.7 本章小结
4 串联补偿反激式PFC变换器的设计
    4.1 反激PFC功率电路设计
        4.1.1 输入整流桥的选择
        4.1.2 高频变压器的设计
        4.1.3 输出滤波电容的设计
        4.1.4 开关管和二极管选型
        4.1.5 RCD缓冲电路的设计
    4.2 反激PFC控制电路设计
        4.2.1 前馈滤波网络设计
        4.2.2 高压启动电路设计
        4.2.3 采样电路设计
    4.3 Buck RCC功率电路设计
        4.3.1 电感参数设计
        4.3.2 开关管的选择
    4.4 Buck RCC控制电路设计
        4.4.1 补偿网络设计
        4.4.2 保护电路设计
    4.5 本章小结
5 样机测试及实验结果分析
    5.1 样机参数
    5.2 实验波形分析
    5.3 性能参数分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(2)4H-SiC JBS二极管的设计与应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 4H-SiC二极管发展现状
        1.2.2 4H-SiC二极管可靠性研究现状
        1.2.3 4H-SiC二极管应用现状
    1.3 论文的主要内容与组织架构
第二章 4H-SiC JBS二极管结构设计与仿真研究
    2.1 外延层参数设计
    2.2 仿真平台介绍
        2.2.1 Silvaco仿真软件
        2.2.2 物理模型
    2.3 有源区结构仿真
    2.4 终端结构仿真
        2.4.1 结终端扩展结构
        2.4.2 场限环结构
    2.5 本章小结
第三章 4H-SiC JBS二极管的制备与电学输运机制研究
    3.1 器件制备与基本电学特性表征
        3.1.1 器件制备流程及关键工艺
        3.1.2 基本电学特性测试
    3.2 金属-半导体接触研究
        3.2.1 肖特基接触机理及测试研究
        3.2.2 欧姆接触机理及测试研究
    3.3 4H-SiC JBS二极管电学特性研究
        3.3.1 正向变温I-V特性
        3.3.2 反向变温I-V特性
    3.4 本章小结
第四章 4H-SiC JBS二极管的可靠性研究
    4.1 正向浪涌实验
        4.1.1 正向浪涌测试方法
        4.1.2 测试结果及分析
    4.2 高温高湿反偏实验
        4.2.1 H_3TRB实验方法
        4.2.2 测试结果与分析
    4.3 间歇寿命老化实验
        4.3.1 IOL实验方法
        4.3.2 实验结果与分析
    4.4 温度循环老化实验
        4.4.1 TC实验方法
        4.4.2 实验结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 基于4H-SiC JBS二极管的Boost PFC电路应用分析
    5.1 PFC电路简介
        5.1.1 PFC电路原理
        5.1.2 输出二极管损耗分析方法
    5.2 电学参数测试与分析
        5.2.1 直流参数测试
        5.2.2 反向恢复特性对比
    5.3 PFC电路性能测试
        5.3.1 PFC电路实验方法
        5.3.2 PFC实验结果对比
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间取得的成果

(3)含虚拟无穷大电容器的功率因数校正器控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 纹波消除器的研究现状
    1.3 VIC研究现状
    1.4 本文研究内容
第二章 VIC的传统滑模变结构控制
    2.1 VIC原理分析
    2.2 电荷控制器
    2.3 滑模变结构控制器
    2.4 PFC的控制
    2.5 仿真验证及结果分析
    2.6 本章小结
第3章 基于重构积分滑模变结构的VIC控制
    3.1 基于PI的VIC控制策略
    3.2 基于重构积分滑模变结构的VIC控制策略
        3.2.1 VIC的变结构模型
        3.2.2 重构积分滑模变结构控制
        3.2.3 滑模切换面的存在条件
        3.2.4 重构积分滑模变结构控制的稳定性分析
        3.2.5 重构积分滑模变结构控制的定频运行分析
    3.3 仿真验证及结果分析
    3.4 VIC的三种控制策略仿真比较
    3.5 本章小结
第4章 基于电压跟随式恒定占空比的VIC控制
    4.1 PFC功率分析
    4.2 VIC的电压跟随式恒定占空比控制策略分析
    4.3 仿真验证及结果分析
    4.4 本章小结
第5章 VIC实物平台搭建与实验验证
    5.1 PFC电路器件选型
    5.2 VIC电路设计
    5.3 采样电路设计
    5.4 半实物仿真
    5.5 实验及结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果

(4)基于氮化镓器件的多电平飞跨电容无桥PFC变换器研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 PFC变换器运行指标
        1.2.2 PFC变换器拓扑
        1.2.3 PFC变换器控制策略
        1.2.4 氮化镓器件
    1.3 本文主要研究内容
第2章 无桥功率因数校正技术
    2.1 无桥PFC变换器拓扑分析
        2.1.1 基本型无桥PFC拓扑原理分析
        2.1.2 无桥PFC的其他拓扑分析与对比
    2.2 GaN图腾柱式无桥PFC变换器
        2.2.1 GaN图腾柱式无桥PFC变换器的原理分析
        2.2.2 GaN图腾柱式无桥PFC变换器的控制策略
    2.3 本章小结
第3章 五电平飞跨电容无桥PFC变换器的拓扑分析与控制策略
    3.1 五电平飞跨电容无桥PFC变换器分析
        3.1.1 五电平飞跨电容无桥PFC的拓扑结构与工作原理
        3.1.2 五电平飞跨电容无桥PFC的拓扑优势
    3.2 系统整体控制策略
        3.2.1 电流环建模
        3.2.2 电压环建模
    3.3 前馈电流控制
    3.4 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 硬件电路设计与实验分析
    4.1 主电路参数设计
        4.1.1 PFC电感
        4.1.2 GaN器件选型
        4.1.3 飞跨电容
        4.1.4 输出滤波电容
    4.2 关键电路设计
        4.2.1 GaN HEMT驱动电路
        4.2.2 电压采样电路
        4.2.3 电流采样电路
        4.2.4 软启动电路
        4.2.5 EMI滤波器
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 电压、电流波形分析
        4.3.2 性能测试
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间取得的研究成果

(5)新能源电动汽车6.6kW充电机设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动汽车发展现状
        1.2.2 车载充电机研究现状
    1.3 车载充电机的发展趋势
    1.4 本文主要研究内容
2 车载充电机整体设计
    2.1 充电机的整体结构
    2.2 充电机的设计指标
    2.3 充电机的拓扑结构分析
        2.3.1 AC/DC拓扑结构分析
        2.3.2 DC/DC拓扑结构分析
    2.4 本章小结
3 前端无桥PFC研究
    3.1 功率因数校正技术
    3.2 Boost-PFC电路研究
    3.3 无桥PFC电磁干扰研究
    3.4 一种低纹波交错并联无桥PFC
        3.4.1 交错并联PFC技术
        3.4.2 交错并联无桥PFC分析
        3.4.3 体二极管反向恢复问题分析
        3.4.4 主电路参数设计
        3.4.5 仿真分析
    3.5 本章小结
4 后端DC/DC变换器的研究
    4.1 LLC谐振变换器的拓扑结构
    4.2 LLC谐振变换器工作原理分析
        4.2.2 开关频率fsw=f0工作原理
f0工作原理'>4.2.3 开关频率fsw>f0工作原理
    4.3 LLC谐振变换器的FHA模型
        4.3.1 开关网络等效模型
        4.3.2 整流滤波等效模型
        4.3.3 谐振网络的等效模型
    4.4 直流增益推导公式的改进
    4.5 主电路设计
        4.5.1 元器件参数计算
        4.5.2 变压器的参数设计
    4.6 快速动态响应控制策略的研究
        4.6.1 电压控制模式LLC谐振变换器
        4.6.2 快速动态响应控制策略
        4.6.3 控制环路参数设计
        4.6.4 仿真分析
    4.7 本章小结
5 实验验证
    5.1 器件选型
    5.2 硬件电路设计
        5.2.1 辅助电源设计
        5.2.2 驱动电路设计
        5.2.3 电压反馈回路设计
        5.2.4 电流反馈回路设计
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 实验环境
        5.3.2 实验波形
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 全文工作总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢

(6)LED景观灯恒流驱动电源的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与研究意义
    1.2 LED灯简介
        1.2.1 LED灯的优点
        1.2.2 LED灯发光原理
    1.3 LED驱动电源的研究现状与发展趋势
        1.3.1 LED驱动电源的作用
        1.3.2 LED大功率驱动电源结构
        1.3.3 LED驱动电源的研究现状
        1.3.4 LED驱动电源的发展趋势
    1.4 本课题研究方案仿真技术指标
    1.5 本课题研究的主要内容
第2章 LED驱动电源结构分析
    2.1 功率因数校正电路(PFC)分析与设计
        2.1.1 功率因数校正(PFC)电路分析
        2.1.2 功率因数校正电路控制策略的确定
    2.2 LLC谐振半桥变换器分析
        2.2.1 LLC谐振半桥变换器优点
        2.2.2 LLC谐振半桥变化器主体结构
        2.2.3 LLC谐振半桥变换器的工作原理
        2.2.4 LLC谐振半桥变换器模型的建立与分析
    2.3 BUCK恒流驱动电路分析与设计
        2.3.1 恒流控制方案的选择
        2.3.2 滞环电流控制模型
        2.3.3 滞环电流控制逆变器控制模型及分析
    2.4 本章小结
第3章 LED驱动电源的仿真建模
    3.1 LLC半桥谐振变换器的仿真
        3.1.1 LLC半桥谐振变换器的仿真建模
        3.1.2 LLC半桥谐振变换器的计算机仿真
    3.2 整体电路的仿真
        3.2.1 整体电路仿真建模
        3.2.2 整体电路计算机仿真
    3.3 本章小结
第4章 LED驱动电源硬件设计
    4.1 功率因数校正电路硬件设计
        4.1.1 功率因数校正电路硬件设计与工作原理
        4.1.2 功率因数校正电路参数确定
    4.2 LLC谐振半桥变换器硬件电路设计
    4.3 BUCK恒流驱动电路设计
        4.3.1 BUCK恒流驱动电路中滞环电流控制原理
        4.3.2 滞环电流控制硬件电路设计
    4.4 EMI滤波电路分析与设计
        4.4.1 EMI滤波硬件结构选择
        4.4.2 EMI滤波硬件电路参数计算
    4.5 LED驱动电源整体电路
    4.6 本章小结
第5章 实验结果及分析
    5.1 实验仪器
    5.2 实验
    5.3 本章总结
结论
参考文献
致谢
个人简历

(7)新能源电动汽车车载充电电源的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 现状分析及发展趋势
        1.2.1 充电技术现状
        1.2.2 充电电源现状及发展
    1.3 电动汽车车载充电电源研究概述
        1.3.1 整流部分概述
        1.3.2 直-直变换部分概述
    1.4 本文主要研究内容
2 两种前端拓扑电路结构分析
    2.1 单级Boost-PFC变换器研究
        2.1.1 原理及特性分析
        2.1.2 小信号模型分析及控制环路设计
        2.1.3 仿真分析
    2.2 一种改进的交错并联控制方法
        2.2.1 拓扑结构原理及特性分析
        2.2.2 传统控制下的均流分析
        2.2.3 改进的控制策略
        2.2.4 仿真分析
    2.3 本章小结
3 同步整流谐振变换器研究
    3.1 拓扑结构
    3.2 同步整流原理及驱动方式
        3.2.1 工作原理
        3.2.2 驱动方式
    3.3 软开关条件
        3.3.1 副边ZCS条件
        3.3.2 原边ZVS条件
        3.3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
4 实验验证
    4.1 输入电路设计
        4.1.1 输入交流保护电路设计
        4.1.2 EMI滤波电路设计
        4.1.3 软启动电路设计
    4.2 单级PFC电路的设计
        4.2.1 主电路参数设计
        4.2.2 控制电路设计
    4.3 同步整流谐振电路的设计
        4.3.1 主电路参数设计
        4.3.2 控制电路设计
    4.4 测试平台
    4.5 数据分析
    4.6 本章小结
5 结论
    5.1 全文工作总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢

(8)可调光通信单级谐振型LED驱动电路的研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 单级LED驱动电路
        1.2.1 无桥Boost PFC电路研究现状
        1.2.2 单级Boost-LLC电路研究现状
    1.3 可见光通信技术
        1.3.1 可见光通信技术的国内外研究现状
        1.3.2 现有调光调制方法特性分析
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 一种无桥单级谐振型LED驱动电路的研究
    2.1 概述
    2.2 一种无桥单级谐振型LED驱动电路
        2.2.1 电路拓扑结构
        2.2.2 电路工作过程
    2.3 电路稳态特性分析
        2.3.1 PFC单元
        2.3.2 DC-DC单元
    2.4 仿真分析
        2.4.1 稳态输入特性
        2.4.2 直流母线电压特性
        2.4.3 开关管软开关特性
        2.4.4 副边整流二极管电压、电流波形
    2.5 本章小结
第三章 一种混合控制方法与数字控制的设计
    3.1 概述
    3.2 直流母线电压稳态特性分析
        3.2.1 直流母线电压数学模型推导
        3.2.2 特性分析
    3.3 APWM-PFM混合控制方法
        3.3.1 原理与逻辑框图
        3.3.2 设计考虑
    3.4 DSP数字控制系统
        3.4.1 TMS320F2812型DSP芯片介绍
        3.4.2 数字控制系统设计
        3.4.3 PWM信号调频调占空比实现方法
        3.4.4 控制逻辑流程图
    3.5 本章小结
第四章 基于变压器注入OFDM信号的VLC调制方案
    4.1 概述
    4.2 IEEE802.15.7标准颁布的三种VLC调制方式分析
        4.2.1 开关键控调制方式
        4.2.2 变脉冲位置调制方式
        4.2.3 色移键控调制方式
    4.3 正交频分复用调制方式特性分析
    4.4 基于变压器注入OFDM信号的VLC调制电路
    4.5 硬件设计
        4.5.1 调制发送电路
        4.5.2 接收电路
    4.6 实验研究
    4.7 本章小结
第五章 一种可调光通信LED驱动电源样机设计与实验
    5.1 样机设计
        5.1.1 性能指标
        5.1.2 主电路设计
        5.1.2.1 关键参数设计
        5.1.2.2 Boost电感设计
        5.1.2.3 变压器设计
        5.1.2.4 谐振电感设计
        5.1.2.5 功率开关器件选型
        5.1.3 控制电路设计
        5.1.3.1 驱动电路设计
        5.1.3.2 电压采样电路设计
        5.1.3.3 电流采样电路设计
    5.2 实验结果与分析
        5.2.1 输入特性
        5.2.2 直流母线电压与输出特性
        5.2.3 开关管软开关特性
        5.2.4 副边整流二极管电压、电流波形
        5.2.5 整机效率曲线
        5.2.6 调光通信特性
    5.3 本章小结
结论及今后工作
参考文献
致谢
附录
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(9)全自动PE管件电熔焊机系统设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 聚乙烯管材及电熔焊接概述
        1.1.1 聚乙烯管及管道应用
        1.1.2 电熔管件及电熔焊接技术
        1.1.3 电熔管件焊接过程仿真研究
    1.2 电熔焊机的发展与现状
        1.2.1 国内外电熔焊机发展状况
        1.2.2 国内市场电熔焊机现存问题
    1.3 研究意义及研究内容
        1.3.1 研究目的及意义
        1.3.2 研究内容
2 基于电熔焊接过程传热学分析的焊接工艺参数制定
    2.1 电熔焊接稳态温度场解析模型
        2.1.1 电熔接头物理模型
        2.1.2 电熔接头传热数值模型
    2.2 电熔接头相变温度场数值模拟
        2.2.1 相变分析物理模型
        2.2.2 聚乙烯管材固液相变传热模型
    2.3 电熔接头三维有限元建模分析
        2.3.1 ANSYS热分析模块
        2.3.2 电熔接头有限元传热学模型建立
        2.3.3 瞬态温度场仿真
        2.3.4 实验验证
    2.4 有限元模型应用
        2.4.1 基于温度场的焊接质量评判
        2.4.2 各型号管件焊接温度场仿真分析
        2.4.3 焊接工艺参数变化对管件温度场影响
    2.5 焊接工艺参数优化
        2.5.1 焊接参数优化仿真试验
        2.5.2 电熔焊机焊接参数设置
    2.6 本章小结
3 全自动PE管件电熔焊机系统总体电路设计
    3.1 电路结构设计
    3.2 前级APFC电路方案设计
        3.2.1 APFC电路拓扑
        3.2.2 升压式APFC控制方法
    3.3 后级DC/DC电路方案设计
        3.3.1 DC/DC逆变主电路结构
        3.3.2 开关技术研究
        3.3.3 输出整流
    3.4 本章小结
4 升压式有源PFC电路原理与设计
    4.1 Boost型APFC主电路设计
        4.1.1 主电路基本原理
        4.1.2 主电路改进
    4.2 输入滤波器及整流器设计
        4.2.1 EMI滤波器
        4.2.2 输入整流电路
        4.2.3 输入电路整体设计
    4.3 主电路控制芯片选择及功能介绍
        4.3.1 升压式PFC专用集成电路
        4.3.2 低侧栅极驱动
    4.4 基于UCC28180的升压式PFC电路设计
        4.4.1 功率半导体器件选择
        4.4.2 升压电感设计
        4.4.3 输出电容设计
    4.5 APFC控制电路设计
        4.5.1 电流检测电阻设计
        4.5.2 输出电压检测电阻设计
        4.5.3 FREQ开关频率电阻设计
    4.6 功率损耗分析
    4.7 实验结果
    4.8 本章小结
5 基于DSP的PSFB-ZVS-PWMDC/DC变换器研究与设计
    5.1 移相全桥ZVS-PWMDC/DC变换器基本原理
        5.1.1 移相控制ZVS-PWM工作原理
        5.1.2 超前/滞后桥臂ZVS实现
        5.1.3 次级占空比丢失
    5.2 移相全桥ZVS-PWMDC/DC变换器主电路硬件设计
        5.2.1 高频变压器设计
        5.2.2 逆变全桥主功率开关管选择
        5.2.3 谐振电感计算
        5.2.4 整流滤波设计
        5.2.5 移相全桥DC/DC电路开环仿真
    5.3 基于DSP的控制电路设计
        5.3.1 DSP芯片特点及DC/DC控制系统结构
        5.3.2 小信号建模
        5.3.3 模糊PID控制
        5.3.4 DC/DC主电路移相脉冲生成
    5.4 实验结果及分析
        5.4.1 测试波形及其分析
        5.4.2 焊接实验
    5.5 移动端软件设计
    5.6 本章小结
6 总结
参考文献
作者简历

(10)临界导电模式下BOOST变换器功率因数校正电路设计(论文提纲范文)

0 引 言
1 临界导电模式功率因数校正原理
2 电路稳态参数分析
    2.1 导通时间计算
    2.2 关断时间计算
    2.3 开关频率计算
3 PFC电路控制方法
4 实验结果
5 结束语

四、临界导电模式PFC电路的稳态特性(论文参考文献)

  • [1]一种串联补偿反激式PFC变换器的研究与设计[D]. 权兵. 西安科技大学, 2021(02)
  • [2]4H-SiC JBS二极管的设计与应用研究[D]. 姜玉德. 江南大学, 2021(01)
  • [3]含虚拟无穷大电容器的功率因数校正器控制策略研究[D]. 周鑫. 湘潭大学, 2020(02)
  • [4]基于氮化镓器件的多电平飞跨电容无桥PFC变换器研究[D]. 熊琨. 湖南大学, 2020(02)
  • [5]新能源电动汽车6.6kW充电机设计[D]. 邓吉利. 西华大学, 2020(01)
  • [6]LED景观灯恒流驱动电源的研究[D]. 苏立青. 河北科技大学, 2019(07)
  • [7]新能源电动汽车车载充电电源的研究与设计[D]. 刘欣睿. 西华大学, 2019(02)
  • [8]可调光通信单级谐振型LED驱动电路的研究[D]. 方允程. 福州大学, 2018(03)
  • [9]全自动PE管件电熔焊机系统设计[D]. 张若玙. 中国计量大学, 2018(01)
  • [10]临界导电模式下BOOST变换器功率因数校正电路设计[J]. 王杰. 机电工程, 2011(05)

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临界导通模式 PFC 电路的稳态特性
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