本文關(guān)鍵詞：面向交錯并聯(lián)Boost PFC電路的數(shù)字控制研究

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【摘要】：隨著數(shù)字控制理論及半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,電源技術(shù)控制數(shù)字化的實現(xiàn)成為電力電子技術(shù)發(fā)展的重點研究方向之一。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是提高電網(wǎng)可靠性和電能質(zhì)量的有效途徑,是開關(guān)電源領(lǐng)域的研究熱點。在本文中,選取交錯并聯(lián)Boost PFC電路作為被控對象開展數(shù)字控制研究,以實現(xiàn)高功率密度電源模塊控制功能的數(shù)字化為目標(biāo),基于數(shù)字電源控制芯片UCD3138,完成相關(guān)閉環(huán)控制算法設(shè)計研究。課題成果重點完成了控制算法的設(shè)計、技術(shù)實現(xiàn)及驗證。與傳統(tǒng)模擬控制技術(shù)相比,研究成果表明采用數(shù)字控制技術(shù)的交錯并聯(lián)Boost PFC電路具有良好的性能。針對交錯并聯(lián)Boost PFC數(shù)字控制研究,本文主要從以下幾個方面展開:1、對電流連續(xù)模式(CCM)工作下交錯并聯(lián)Boost PFC變換器進(jìn)行工作原理分析,重點說明了輸入電流紋波與單相PFC的輸入電流紋波的關(guān)系,并對電感、電容等主電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。為方便數(shù)字控制器的設(shè)計還對主電路建立了小信號模型。2、對幾種控制方法進(jìn)行對比,選擇數(shù)字平均電流控制作為控制方法。結(jié)合主電路的小信號模型,對電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)進(jìn)行設(shè)計,并通過雙線性變換法數(shù)字化。同時對兩相電感中出現(xiàn)的電流不平衡問題進(jìn)行分析,并通過數(shù)字方法加以解決。3、基于數(shù)字電源控制芯片UCD3138對電路控制部分進(jìn)行軟件設(shè)計。電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)均為分段的數(shù)字PID控制,并提出一種優(yōu)化動態(tài)性能的方法。同時還提出一種防止啟動過沖的控制方法。通過數(shù)字控制方法對輕載管理、X電容交流電流補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行了優(yōu)化。4、通過仿真和實驗對數(shù)字控制的交錯并聯(lián)Boost PFC電路進(jìn)行驗證,所采用的方法具有良好的效果:啟動沒有輸出過沖,具有良好的動態(tài)性能且具有較高的功率因數(shù)和較低的THD。
【關(guān)鍵詞】：交錯并聯(lián)Boost PFC 小信號模型 數(shù)字控制 環(huán)路補(bǔ)償 無過沖啟動
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況13-16
• 1.3 交錯并聯(lián)Boost PFC數(shù)字控制的關(guān)鍵技術(shù)16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及各章節(jié)安排17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 交錯并聯(lián)Boost PFC變換器分析19-32
• 2.1 交錯并聯(lián)Boost PFC變換器的工作原理分析19-24
• 2.2 主電路參數(shù)的設(shè)計24-28
• 2.3 交錯并聯(lián)Boost PFC小信號模型的建立28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 數(shù)字控制器選擇和環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計32-53
• 3.1 控制方式的介紹及選擇32-37
• 3.1.1 峰值電流控制模式32-33
• 3.1.2 平均電流控制模式33-34
• 3.1.3 滯環(huán)電流控制模式34-35
• 3.1.4 占空比預(yù)測控制35-36
• 3.1.5 基于數(shù)字控制的平均電流控制方法36-37
• 3.2 電流平衡方式的數(shù)字控制設(shè)計37-39
• 3.2.1 逐周期占空比調(diào)節(jié)37-38
• 3.2.2 雙電流內(nèi)環(huán)控制調(diào)節(jié)38-39
• 3.3 數(shù)字控制器的選擇39-47
• 3.3.1 UCD3138基本介紹39-40
• 3.3.2 UCD3138模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊40-41
• 3.3.3 數(shù)字電源外設(shè)41-47
• 3.4 控制環(huán)路設(shè)計47-50
• 3.4.1 電流環(huán)控制器的設(shè)計47-49
• 3.4.2 電壓環(huán)控制器的設(shè)計49-50
• 3.5 模擬控制器的數(shù)字化分析50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第四章 基于數(shù)字控制的軟件設(shè)計53-66
• 4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計54-55
• 4.2 軟啟動設(shè)計55-57
• 4.3 環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計57-60
• 4.3.1 電壓外環(huán)設(shè)計57-59
• 4.3.2 電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計59-60
• 4.4 DPWM配置60-61
• 4.5 輕載時突發(fā)模式設(shè)計61-63
• 4.6 保護(hù)功能的設(shè)計63-65
• 4.7 其他功能設(shè)計65
• 4.8 本章小結(jié)65-66
• 第五章 交錯并聯(lián)Boost PFC電路的數(shù)字仿真與實驗66-79
• 5.1 交錯并聯(lián)Boost PFC的數(shù)字仿真66-72
• 5.2 交錯并聯(lián)Boost PFC的實驗分析72-78
• 5.2.1 元器件選型72-73
• 5.2.2 實驗波形分析73-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87-88
• 附件88

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石季英;劉建華;曹明增;李紅艷;;交錯并聯(lián)技術(shù)在無損電阻中的應(yīng)用[J];計算機(jī)仿真;2007年05期

2 陳文明;黃如海;謝少軍;;交錯并聯(lián)Boost PFC變換器設(shè)計[J];電源學(xué)報;2011年04期

3 田密;南余榮;羅R，

本文編號：1045627