本文關鍵詞：基于航電單相大功率PFC技術研究

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【摘要】：功率因數(shù)校正(Power Factor Correction,PFC)技術可以很好的提高功率因數(shù),減小整流電路中非正弦電流諧波對電網(wǎng)的污染,明顯降低諧波失真度。其中升壓型有源PFC技術以其總諧波含量少、寬范圍寬頻帶下工作、輸出電壓穩(wěn)定等優(yōu)點成為PFC技術的主流。但在中頻航空電網(wǎng)(115V/400Hz)的輸入條件下APFC變換器存在輸入電流過零畸變的現(xiàn)象,電流諧波增大,因而難以滿足航空電網(wǎng)的RTCA DO-160D電流諧波標準,成為制約PFC技術在航空電網(wǎng)下發(fā)展的屏障。本文的研究工作就是解決中頻輸入條件下嚴重的電流過零畸變問題。本文的研究載體是基于平均電流控制的CCM模式下的單相Boost PFC變換器,首先對該變換器進行建模,給出了變換器主電路以及控制電路的數(shù)學模型,并推導出輸入導納函數(shù),計算出輸入電流相位超前角度,從而具體分析了輸入電流過零畸變現(xiàn)象的產(chǎn)生過程,指出輸入電流與輸入電壓間相位差、變換器工作在DCM下的時間以及變換器電感感量大小這三者是導致過零畸變的主要原因。針對這三種原因歸納并提出了相應的解決辦法:提高電流環(huán)截止頻率(相應提高開關頻率)和減小電感感量,并通過仿真給予了驗證。本文引入交錯并聯(lián)技術,將其作為Boost PFC變換器的主電路拓撲來改善過零畸變。分析了兩相交錯并聯(lián)變換器的特點,重點論證其與傳統(tǒng)Boost PFC變換器作比較,能減小電感感量、提高等效開關頻率這兩方面的優(yōu)勢,從理論上分析了其能有效改善過零畸變,并給出了仿真驗證。并推廣到多相交錯并聯(lián),為解決航電系統(tǒng)的中高頻變頻(360Hz~800Hz)輸入條件下PFC變換器過零畸變提供一種思路。以UCC28070為控制芯片設計了一臺1000W兩相交錯并聯(lián)Boost PFC變換器實驗樣機,詳細闡述了其主電路和控制電路的參數(shù)設計過程,并加入輸入浪涌電流抑制電路。實驗樣機與另一臺傳統(tǒng)Boost PFC樣機進行比較,結果表明交錯并聯(lián)Boost PFC變換器能有效改善過零畸變,從而減小電流諧波,滿足了電流諧波標準,驗證了該方法的有效性。設計的浪涌電流抑制電路工作效果明顯,將浪涌電流最大值抑制為原來的1/4。
【關鍵詞】：功率因數(shù)校正 航空電網(wǎng) 輸入電流過零畸變 相位差 電感大小 交錯并聯(lián)技術
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V242
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 功率因數(shù)校正技術的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2 航空電網(wǎng)中的過零畸變現(xiàn)象16-17
• 1.3 現(xiàn)有的解決方案17-20
• 1.3.1 LPAC控制法17-18
• 1.3.2 初相角修正法18-19
• 1.3.3 無橋PFC拓撲19-20
• 1.3.4 三電平Boost PFC拓撲20
• 1.4 本文的研究意義與主要內(nèi)容20-22
• 1.4.1 本文的研究意義20-21
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容21-22
• 第二章 PFC變換器輸入電流過零畸變的分析22-38
• 2.1 BOOST PFC變換器模型22-28
• 2.1.1 主電路功率級模型23-24
• 2.1.2 控制電路模型24-27
• 2.1.3 Boost PFC變換器系統(tǒng)模型27-28
• 2.2 輸入電流過零畸變原因分析28-33
• 2.2.1 電流相位超前引起的過零畸變29-30
• 2.2.2 斷續(xù)模式引起的過零畸變30-32
• 2.2.3 尖端畸變引起的過零畸變32-33
• 2.3 解決思路33-34
• 2.3.1 減小θ33-34
• 2.3.2 減小α34
• 2.4 仿真驗證與分析34-37
• 2.4.1 α對輸入電流的影響34-36
• 2.4.2 θ對輸入電流的影響36
• 2.4.3 同時減小α和θ36-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 交錯并聯(lián)技術對過零畸變的改善38-58
• 3.1 交錯并聯(lián)技術的引入38
• 3.2 兩相交錯并聯(lián)BOOST PFC變換器38-49
• 3.2.1 電路拓撲及工作原理38-42
• 3.2.2 變換器的優(yōu)點42-48
• 3.2.3 控制方式48-49
• 3.3 兩相交錯并聯(lián)技術對過零畸變的影響49-53
• 3.3.1 對α的影響50
• 3.3.2 對θ 的影響50-53
• 3.3.3 仿真波形53
• 3.4 推廣至多相交錯并聯(lián)53-57
• 3.5 本章小結57-58
• 第四章 兩相交錯并聯(lián)BOOST PFC變換器的實驗驗證58-81
• 4.1 引言58-59
• 4.2 主電路參數(shù)設計59-65
• 4.2.1 輸入整流橋選擇59
• 4.2.2 電感設計計算59-63
• 4.2.3 輸出電容設計63-64
• 4.2.4 功率開關管選擇64-65
• 4.2.5 功率二極管選擇65
• 4.3 控制電路的設計65-72
• 4.3.1 電壓采樣網(wǎng)絡的設計66
• 4.3.2 電流采樣電路66-67
• 4.3.3 電流合成功能67-68
• 4.3.4 電壓環(huán)設計68-70
• 4.3.5 電流環(huán)設計70-72
• 4.3.6 驅動電路的設計72
• 4.4 輸入浪涌電流抑制電路的設計72-73
• 4.5 實驗驗證73-80
• 4.5.1 兩相交錯并聯(lián)Boost PFC變換器基本波形75-76
• 4.5.2 對輸入電流過零畸變的改善76-78
• 4.5.3 浪涌電流抑制的效果對比78-79
• 4.5.4 效率曲線、損耗計算分析79-80
• 4.6 本章小結80-81
• 第五章 總結與展望81-82
• 5.1 本文完成的主要工作81
• 5.2 下一步工作展望81-82
• 參考文獻82-85
• 附錄85-86
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果86-87
• 致謝87-88

【相似文獻】

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)技術在無損電阻中的應用[J];計算機仿真;2007年05期

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

3 田密;南余榮;羅R，

本文編號：1124621