【摘要】：隨著相關(guān)規(guī)范的日趨嚴(yán)格,開關(guān)電源的設(shè)計面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。其中關(guān)于對功率因數(shù)(PF)或者諧波含量的強(qiáng)制要求隨著設(shè)備功率的不斷增大開始不斷普及。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)能夠提高線路中電流的利用率,同時顯著地降低了電流中的諧波分量,提高了用電設(shè)備的功率因數(shù)。單級PFC反激式變換器在目前有較為廣泛的應(yīng)用,目前市場上的相關(guān)結(jié)構(gòu)包括以下兩種:第一種是臨界模式單級PFC反激式變換器,這類結(jié)構(gòu)通常采用的峰值電流控制模式,電路結(jié)構(gòu)和復(fù)雜度與普通反激式變換器基本一致,電路成本非常低。由于系統(tǒng)工作在臨界模式,電感及開關(guān)管峰值電流較大,比較適合小功率下的應(yīng)用。第二種是連續(xù)模式單級PFC反激式變換器,這類結(jié)構(gòu)通常采用平均電流控制模式,比較適合中等功率(100W左右)的應(yīng)用。但這種結(jié)構(gòu)的控制方式較為復(fù)雜,電路成本較高,并且需要專門的控制IC。本文提出了第三種模式的單級PFC反激式變換器兼具了以上兩種變換器的優(yōu)點,這種控制模式使用固定的開關(guān)管關(guān)斷時間,在實現(xiàn)連續(xù)模式的前提下,允許系統(tǒng)采用簡單廉價的峰值電流控制模式。相對于斷續(xù)工作模式,這種結(jié)構(gòu)有效降低了開關(guān)管、次級輸出二極管以及電感的峰值電流,緩解了前級EMI濾波器承受的高次諧波電流應(yīng)力,同時相對于平均電流控制模式而言,這種結(jié)構(gòu)不需要專門的控制芯片,電路結(jié)構(gòu)較為簡單,成本相對低廉。本文在對臨界模式和連續(xù)模式兩種情況進(jìn)行了對比,完成了固定關(guān)斷時間控制模式單級PFC反激式變換器大信號建模,同時設(shè)計了系統(tǒng)電路,通過仿真驗證了該結(jié)構(gòu)的可行性,最后設(shè)計制作了樣機(jī),通過樣機(jī)實測對理論進(jìn)行驗證。
[Abstract]:With the increasingly stringent standards, the design of switching power supply is facing more and more challenges. The mandatory requirement of power factor (PF) or harmonic content becomes more and more popular with the increasing of equipment power. The power factor correction (PFC) technique can improve the utilization rate of the current in the line, reduce the harmonic component of the current, and improve the power factor of the electric equipment. Single-stage PFC flyback converters are widely used at present. At present, the related structures in the market include the following two types: the first is critical mode single-stage PFC flyback converters, which are usually used in peak current control mode. The structure and complexity of the circuit are basically the same as those of the common flyback converter, and the cost of the circuit is very low. Because the system works in critical mode, the peak current of inductor and switch is large, so it is more suitable for low power applications. The second one is continuous mode single-stage PFC flyback converter. This kind of structure usually adopts average current control mode and is more suitable for medium power (about 100W). However, the control mode of this structure is more complex, the circuit cost is high, and special control IC. is needed. In this paper, a third type of single-stage PFC flyback converter is proposed, which has the advantages of the two converters mentioned above. This control mode uses a fixed switch off time and realizes the continuous mode. Allows the system to use a simple and inexpensive peak current control mode. Compared with the intermittent mode, this structure can effectively reduce the peak current of the switch, secondary output diode and inductor, alleviate the high harmonic current stress of the former EMI filter, and compare with the average current control mode, at the same time, compared with the average current control mode, this structure can reduce the peak current of the switch tube, the secondary output diode and the inductor. This kind of structure does not need the special control chip, the circuit structure is relatively simple, the cost is relatively low. In this paper, the critical mode and the continuous mode are compared, and the large signal modeling of the single-stage PFC flyback converter with fixed turn-off time control mode is completed. At the same time, the system circuit is designed, and the feasibility of the structure is verified by simulation. Finally, the prototype is designed and manufactured, and the theory is verified by the prototype.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

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本文編號：2222291