【摘要】：目前,開(kāi)關(guān)電源以體積小、輕量化和高效率等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、電力、交通、機(jī)械、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代便攜式設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛,對(duì)開(kāi)關(guān)電源的性能要求也隨之提高,體積以及轉(zhuǎn)換效率需要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)才能滿足市場(chǎng)的需求。傳統(tǒng)的整流濾波電路功率因數(shù)低,產(chǎn)生的諧波電流大,對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的諧波污染。在變換器器前級(jí)加入功率因數(shù)校正器(PFC),可以有效的提高變換器功率因數(shù),滿足電網(wǎng)諧波相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外,變換器工作頻率越高,開(kāi)關(guān)損耗也同步增加,在不降低變換器工作頻率的情況下,提高變換器的整體效率,就要依賴(lài)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)和同步整流技術(shù)。由此,功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)、同步整流技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是目前開(kāi)關(guān)電源研究中的熱點(diǎn)方向。本文研究的低功耗反激軟開(kāi)關(guān)變換器的電路結(jié)構(gòu)為,輸入前級(jí)是Boost型PFC電路,中間級(jí)是ZCS-PWM(零電流開(kāi)關(guān))反激軟開(kāi)關(guān)電路,后級(jí)是同步整流輸出電路。文章首先通過(guò)對(duì)無(wú)源功率因數(shù)校正(PFC)與有源功率校正(APFC)技術(shù)對(duì)比,確定本次方案采用APFC。接著介紹了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)與同步整流技術(shù)的提出與發(fā)展。論文詳細(xì)分析了Boost型APFC電路原理,并且對(duì)反激軟開(kāi)關(guān)電路工作過(guò)程分階段研究,并且給出了推導(dǎo)過(guò)程和工作波形分析圖。然后,設(shè)計(jì)了一臺(tái)前級(jí)帶APFC后級(jí)同步整流輸出的反激軟開(kāi)關(guān)變換器的樣機(jī),給出了電路主要元器件的設(shè)計(jì)方法。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,給出了電路關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)試波形,同時(shí)測(cè)試了樣機(jī)的功率因數(shù)值、諧波電流數(shù)據(jù)、輸入電壓調(diào)整率、輸出負(fù)載調(diào)整率和整機(jī)效率等數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)仿真波形和測(cè)試數(shù)據(jù)的分析,表明了樣機(jī)的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)符合預(yù)期的設(shè)計(jì)要求,從而驗(yàn)證了方案的正確性。文章最后,對(duì)本次課題的工作做了總結(jié),并提出了未來(lái)的研究方向。
[Abstract]:At present, switching power supply is widely used in computer, communication, power, traffic, machinery, aerospace, medical and other fields because of its small size, lightweight and high efficiency. With the increasing use of modern portable devices, the performance requirements of switching power supply are also improved, and the volume and conversion efficiency need to reach a higher standard in order to meet the needs of the market. The traditional rectifying and filtering circuit has low power factor and large harmonic current, which causes serious harmonic pollution to the power network. Adding the power factor corrector (PFC),) to the front stage of the converter can effectively improve the power factor of the converter and meet the harmonic correlation standard of the power grid. In addition, the higher the working frequency of the converter, the more the switching loss also increases synchronously. Without decreasing the working frequency of the converter, the improvement of the overall efficiency of the converter depends on the soft-switching technology and the synchronous rectifier technology. Therefore, power factor correction (PFC) technology, synchronous rectifier technology and soft-switching technology are the hot topics in the research of switching power supply. The circuit structure of the low-power flyback soft-switching converter studied in this paper is that the input front stage is boost-type PFC circuit, the intermediate stage is ZCS-PWM (zero-current-switching) flyback soft-switching circuit, and the second stage is synchronous rectifier output circuit. In this paper, the passive power factor correction (PFC) and active power correction (APFC) techniques are compared to determine that this scheme adopts APFC.. Then the paper introduces the development of soft switching technology and synchronous rectifier technology. In this paper, the principle of boost type APFC circuit is analyzed in detail, and the working process of flyback soft-switching circuit is studied in stages, and the derivation process and working waveform analysis diagram are given. Then, a prototype of a flyback soft-switching converter with the back-stage synchronous rectifier output of APFC is designed, and the design method of the main components of the circuit is given. Finally, the system is simulated and the test waveform of the key points of the circuit is given. At the same time, the power factor of the prototype, the harmonic current data, the input voltage regulation, the output load regulation and the efficiency of the whole machine are tested. Through the analysis of the simulation waveform and test data, it is shown that the test indexes of the prototype accord with the expected design requirements, and the correctness of the scheme is verified. Finally, the work of this topic is summarized, and the future research direction is put forward.
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2445785