【摘要】：目前,開關(guān)電源以體積小、輕量化和高效率等特點,被廣泛應(yīng)用于計算機、通信、電力、交通、機械、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代便攜式設(shè)備的使用越來越廣泛,對開關(guān)電源的性能要求也隨之提高,體積以及轉(zhuǎn)換效率需要達到更高的標(biāo)準(zhǔn)才能滿足市場的需求。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,對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的諧波污染。在變換器器前級加入功率因數(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,就要依賴軟開關(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)和軟開關(guān)技術(shù)是目前開關(guān)電源研究中的熱點方向。本文研究的低功耗反激軟開關(guān)變換器的電路結(jié)構(gòu)為,輸入前級是Boost型PFC電路,中間級是ZCS-PWM(零電流開關(guān))反激軟開關(guān)電路,后級是同步整流輸出電路。文章首先通過對無源功率因數(shù)校正(PFC)與有源功率校正(APFC)技術(shù)對比,確定本次方案采用APFC。接著介紹了軟開關(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,并且對反激軟開關(guān)電路工作過程分階段研究,并且給出了推導(dǎo)過程和工作波形分析圖。然后,設(shè)計了一臺前級帶APFC后級同步整流輸出的反激軟開關(guān)變換器的樣機,給出了電路主要元器件的設(shè)計方法。最后對系統(tǒng)進行仿真和樣機實驗測試,給出了電路關(guān)鍵點的測試波形,同時測試了樣機的功率因數(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)整率和整機效率等數(shù)據(jù)。通過對仿真波形和測試數(shù)據(jù)的分析,表明了樣機的各項測試指標(biāo)符合預(yù)期的設(shè)計要求,從而驗證了方案的正確性。文章最后,對本次課題的工作做了總結(jié),并提出了未來的研究方向。
[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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1 李學(xué)敏;廖無限;任于涵;;低功耗Boost型DC/DC變換器[J];湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2016年05期

2 張純亞;何林;章治國;;開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展綜述[J];微電子學(xué);2016年02期

3 李孝揆;;諧振變換器的ZVS軟開關(guān)同步整流技術(shù)研究[J];電源技術(shù);2015年06期

4 何東;易靈芝;;直流微網(wǎng)中多輸入軟開關(guān)反激變換器設(shè)計[J];電力電子技術(shù);2015年02期

5 王富強;;一種新型降壓式同步整流開關(guān)電源設(shè)計[J];電子科技;2015年01期

6 姜艷秋;王葳;張華威;;APFC技術(shù)在AC/DC變換器中的應(yīng)用[J];黑龍江科技大學(xué)學(xué)報;2014年05期

7 林氦;趙融融;張軍明;黃秀成;錢照明;;電容鉗位零電壓開關(guān)同步整流反激變流器[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年04期

8 于孟春;程善美;雷明;;基于LM5025的有源箝位反激變換器的設(shè)計[J];電源技術(shù);2014年04期

9 馬川喜;王勇;劉吉海;霍偉強;;開關(guān)電源有源鉗位電路若干問題的探討[J];電源世界;2013年10期

10 鄭征;陳迪蕾;;兩種高功率因數(shù)開關(guān)電源設(shè)計的比較[J];工礦自動化;2012年03期

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1 閻鐵生;高功率因數(shù)低輸出紋波PFC變換器研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 李冬;基于Boost變換器的寬輸入電壓范圍功率因數(shù)校正技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

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1 竇友婷;三電平軟開關(guān)正反激DC-DC變換器的研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 張明鋒;軟開關(guān)反激式LED驅(qū)動電源的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

3 張盟;基于軟開關(guān)技術(shù)交錯并聯(lián)功率因數(shù)校正電路研究與設(shè)計[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

4 蘇瑩;升壓型臨界導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正電路的研制[D];廣西大學(xué);2015年

5 李寧;3V/10A低壓大電流反激式同步整流開關(guān)電源的研究與設(shè)計[D];南昌大學(xué);2013年

6 李躍;反激式開關(guān)電源箝位電路優(yōu)化設(shè)計[D];中南大學(xué);2013年

7 楊杰;單級反激式軟開關(guān)PFC變換器的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2011年

8 謝賽;一種零電流軟開關(guān)功率因數(shù)校正電路的研制[D];廣西大學(xué);2011年

9 冉璇;基于軟開關(guān)的反激變換器的研究與設(shè)計[D];東北石油大學(xué);2011年

10 王冠林;大功率LED驅(qū)動器中的同步整流技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

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本文編號：2445785