本文關(guān)鍵詞：基于航電單相大功率PFC技術(shù)研究

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【摘要】：功率因數(shù)校正(Power Factor Correction,PFC)技術(shù)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(duì)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(shù)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(diǎn)成為PFC技術(shù)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(guò)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(biāo)準(zhǔn),成為制約PFC技術(shù)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(yán)重的電流過(guò)零畸變問(wèn)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(duì)該變換器進(jìn)行建模,給出了變換器主電路以及控制電路的數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出輸入導(dǎo)納函數(shù),計(jì)算出輸入電流相位超前角度,從而具體分析了輸入電流過(guò)零畸變現(xiàn)象的產(chǎn)生過(guò)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(shí)間以及變換器電感感量大小這三者是導(dǎo)致過(guò)零畸變的主要原因。針對(duì)這三種原因歸納并提出了相應(yīng)的解決辦法:提高電流環(huán)截止頻率(相應(yīng)提高開關(guān)頻率)和減小電感感量,并通過(guò)仿真給予了驗(yàn)證。本文引入交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù),將其作為Boost PFC變換器的主電路拓?fù)鋪?lái)改善過(guò)零畸變。分析了兩相交錯(cuò)并聯(lián)變換器的特點(diǎn),重點(diǎn)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(guān)頻率這兩方面的優(yōu)勢(shì),從理論上分析了其能有效改善過(guò)零畸變,并給出了仿真驗(yàn)證。并推廣到多相交錯(cuò)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(guò)零畸變提供一種思路。以UCC28070為控制芯片設(shè)計(jì)了一臺(tái)1000W兩相交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),詳細(xì)闡述了其主電路和控制電路的參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程,并加入輸入浪涌電流抑制電路。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)與另一臺(tái)傳統(tǒng)Boost PFC樣機(jī)進(jìn)行比較,結(jié)果表明交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器能有效改善過(guò)零畸變,從而減小電流諧波,滿足了電流諧波標(biāo)準(zhǔn),驗(yàn)證了該方法的有效性。設(shè)計(jì)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(lái)的1/4。
【關(guān)鍵詞】：功率因數(shù)校正 航空電網(wǎng) 輸入電流過(guò)零畸變 相位差 電感大小 交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2 航空電網(wǎng)中的過(guò)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(wú)橋PFC拓?fù)?/span>19-20
• 1.3.4 三電平Boost PFC拓?fù)?/span>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?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 PFC變換器輸入電流過(guò)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(jí)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(guò)零畸變?cè)蚍治?/span>28-33
• 2.2.1 電流相位超前引起的過(guò)零畸變29-30
• 2.2.2 斷續(xù)模式引起的過(guò)零畸變30-32
• 2.2.3 尖端畸變引起的過(guò)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(yàn)證與分析34-37
• 2.4.1 α對(duì)輸入電流的影響34-36
• 2.4.2 θ對(duì)輸入電流的影響36
• 2.4.3 同時(shí)減小α和θ36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)對(duì)過(guò)零畸變的改善38-58
• 3.1 交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)的引入38
• 3.2 兩相交錯(cuò)并聯(lián)BOOST PFC變換器38-49
• 3.2.1 電路拓?fù)浼肮ぷ髟?/span>38-42
• 3.2.2 變換器的優(yōu)點(diǎn)42-48
• 3.2.3 控制方式48-49
• 3.3 兩相交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)對(duì)過(guò)零畸變的影響49-53
• 3.3.1 對(duì)α的影響50
• 3.3.2 對(duì)θ 的影響50-53
• 3.3.3 仿真波形53
• 3.4 推廣至多相交錯(cuò)并聯(lián)53-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 兩相交錯(cuò)并聯(lián)BOOST PFC變換器的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-81
• 4.1 引言58-59
• 4.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)59-65
• 4.2.1 輸入整流橋選擇59
• 4.2.2 電感設(shè)計(jì)計(jì)算59-63
• 4.2.3 輸出電容設(shè)計(jì)63-64
• 4.2.4 功率開關(guān)管選擇64-65
• 4.2.5 功率二極管選擇65
• 4.3 控制電路的設(shè)計(jì)65-72
• 4.3.1 電壓采樣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)68-70
• 4.3.5 電流環(huán)設(shè)計(jì)70-72
• 4.3.6 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)72
• 4.4 輸入浪涌電流抑制電路的設(shè)計(jì)72-73
• 4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證73-80
• 4.5.1 兩相交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器基本波形75-76
• 4.5.2 對(duì)輸入電流過(guò)零畸變的改善76-78
• 4.5.3 浪涌電流抑制的效果對(duì)比78-79
• 4.5.4 效率曲線、損耗計(jì)算分析79-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 第五章 總結(jié)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(xiàn)82-85
• 附錄85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果86-87
• 致謝87-88

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 石季英;劉建華;曹明增;李紅艷;;交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)在無(wú)損電阻中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)仿真;2007年05期

2 陳文明;黃如海;謝少軍;;交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器設(shè)計(jì)[J];電源學(xué)報(bào);2011年04期

3 田密;南余榮;羅R，

本文編號(hào)：1124621