本文關(guān)鍵詞：無線能量傳輸系統(tǒng)的功率因數(shù)校正技術(shù)研究

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【摘要】：本文主要研究MCR-WPT系統(tǒng)的功率因數(shù)校正技術(shù),包括發(fā)射端的功率因數(shù)校正器設(shè)計和接收端的功率因數(shù)校正技術(shù)研究。提高發(fā)射端功率因數(shù)可以提高MCRWPT系統(tǒng)對電網(wǎng)電能的利用率,達到節(jié)能的目的,而且可以有效隔離MCR-WPT系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻噪聲,防止它污染電網(wǎng)。提高接收端的功率因數(shù)可以提高對發(fā)射器的電能的利用率,直接可以降低發(fā)射器的成本,這對發(fā)射器中的高頻功率放大器影響最為明顯。在接收端,本文設(shè)計了一種改進的電能接收器,該接收器通過在傳統(tǒng)接收器的基礎(chǔ)上增加了一個電感元件來提高電能利用率。首先根據(jù)MCR-WPT系統(tǒng)電能傳輸?shù)奶攸c,建立了接收器的等效電路,然后分析了傳統(tǒng)接收器的缺點,使用KVL推導(dǎo)新型接收器的臨界電感值的計算公式,利用Multisim仿真工具分析了負載和電能頻率對電能利用率特性曲線的影響,尤其是對臨界工作點的影響。在臨界工作點處,補償電感可以明顯提高接收器的電能利用率,仿真結(jié)果表明電感補償接收器的電能利用率可以比傳統(tǒng)接收器提高約58.2%,最后通過實驗驗證了理論分析和仿真結(jié)果的準確性。在發(fā)射端,本文設(shè)計了基于占空比預(yù)判控制的改進型D Boost APFC,實現(xiàn)功率因數(shù)校正控制的數(shù)字化。在拓撲結(jié)構(gòu)方面,提出了一種改進型D Boost電路,相比傳統(tǒng)D Boost電路,該電路用IGBT替代MOSFET,并增加了兩個輔助二極管,該電路具有共模干擾小和電流檢測簡單的優(yōu)點,對該電路進行了大信號分析和小信號分析,推導(dǎo)了該電路的精確功率級傳遞函數(shù)id(),并提出了簡化功率傳遞函數(shù),在高頻區(qū)域,簡化功率傳遞函數(shù)和精確功率傳遞函數(shù)吻合較好。在控制策略方面,提出了一種占空比預(yù)判控制算法,相比經(jīng)典的平均電流控制算法,該算法具有電流響應(yīng)速度快,對輸入電壓變動響應(yīng)快和運算量小的優(yōu)點,基于改進型D Boost電路的等效電路詳細推導(dǎo)了該算法的計算公式�；谡伎毡阮A(yù)判算法和改進型D Boost電路設(shè)計了一臺APFC變換器樣機,該樣機滿負載輸出時,功率因數(shù)達到0.996,工作效率達到93.2%。
【關(guān)鍵詞】：Double Boost 數(shù)字控制 電感補償 磁耦合諧振 占空比預(yù)判 IGBT
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容11-12
• 第二章 高電能利用率接收器的設(shè)計與實驗測試12-19
• 2.1 傳統(tǒng)接收器12-13
• 2.1.1 傳統(tǒng)接收器的等效電路12-13
• 2.1.2 傳統(tǒng)接收器的缺陷13
• 2.2 電感補償接收器及其最佳工作點分析13-15
• 2.3 仿真和實驗分析15-18
• 2.3.1 仿真分析15-16
• 2.3.2 實驗分析16-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 Double Boost變換器的工作原理及優(yōu)化19-28
• 3.1 傳統(tǒng)Double Boost電路19-22
• 3.1.1 傳統(tǒng)Double Boost電路的工作原理19-20
• 3.1.2 傳統(tǒng)D Boost電路的缺陷20-22
• 3.2 改進型D Boost電路22-23
• 3.3 改進型D Boost電路的建模及分析23-27
• 3.3.1 改進型D Boost電路的大信號分析23-24
• 3.3.2 改進型D Boost電路的小信號建模24-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第四章 基于DSP的數(shù)字控制策略分析28-36
• 4.1 平均電流控制算法的分析和數(shù)字化實現(xiàn)28-30
• 4.2 占空比預(yù)判控制算法的推導(dǎo)和數(shù)字化實現(xiàn)30-32
• 4.3 占空比預(yù)判控制算法和平均電流控制算法的比較32-33
• 4.4 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計33-34
• 4.5 本章小結(jié)34-36
• 第五章 數(shù)字APFC系統(tǒng)的設(shè)計與實驗分析36-54
• 5.1 改進型D Boost電路主電路參數(shù)設(shè)計36-39
• 5.1.1 儲能電感的設(shè)計37
• 5.1.2 輸出電容的設(shè)計37-38
• 5.1.3 開關(guān)管和二極管的選型38-39
• 5.2 IGBT驅(qū)動電路設(shè)計39-40
• 5.3 采樣電路設(shè)計40-45
• 5.4 EMI電路設(shè)計45-46
• 5.5 設(shè)計中DSP的使用46
• 5.6 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計46-51
• 5.6.1 主程序設(shè)計46-47
• 5.6.2 A/D中斷程序設(shè)計47-50
• 5.6.3 保護程序設(shè)計50
• 5.6.4 占空比飽和模塊50-51
• 5.7 實驗分析51-53
• 5.8 本章小結(jié)53-54
• 第六章 總結(jié)與展望54-55
• 6.1 總結(jié)54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻55-58
• 附錄1 部分子程序58-61
• 附錄2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文61-62
• 附錄3 攻讀碩士學位期間申請的專利62-63
• 附錄4 攻讀碩士學位期間參加的科研項目63-64
• 附錄5 攻讀碩士學位期間競賽獲獎64-65
• 致謝65

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本文編號：784742