摘 要
近年来,电力电子装置在军事、工业、农业、生活及高新技术领域的应用日趋广泛,电力电子技术已成为工程技术领域的关键技术之一。然而电力电子产品的广泛应用,对电网造成了严重的谐波污染,功率因数校正技术(Power Factor Correction)是电力电子产品满足绿色环保要求的必需手段,是未来开关电源发展的关键技术之一。
本文对Boost型APFC电路的功率因数校正技术进行了分析和研究。首先,主要介绍了功率因数(PF)的基本概念和PFC的发展和国内外科研动态,并说明了本文研究的主要内容。其次简单地介绍了无源功率因数校正技术,详细地说明了有源功率因数校正技术的基本工作原理, APFC的主电路拓朴及其控制方式和PFC电路的性能比较。接着,进行BOOST拓扑分析,讲述了在CCM控制方式下工作模式,设计了Boost AFPC整体电路的结构框图。再接着,给出了给出了主电路参数的计算过程及结果,主要包括升压电感、输出电容和功率器件。然后就着,先介绍APFC控制常用的专用集成芯片UC3854的内部结构及其工作原理,再是给出了控制电路参数的计算过程及结果,包括乘法器的设置、振荡频率的确定、峰值电流限制、驱动电路的设计和反馈补偿网络的初步设计。最后,第六章为全文小结,总结了本文的研究内容,并提出了进一步工作的设想。
关键词 谐波,有源功率因数校正,Boost变换器,电感电流连续模式,UC3854
目 录
1 绪论………………………………………………………….1
1.1 功率因数校正(PFC)问题的提出.…………………………………………1
1.2 功率因数(PF)的基本概念………………………………………………….2
1.3 PFC的发展和国内外科研动态………………………………………………4
1.4 本文研究的主要内容…………………………………………………….5
2 功率因数校正技术……………………………………………….6
2.1 无源功率因数校正……………………………………………………6
2.2 有源功率因数校正……………………………………………………………6
2.2.1有源功率因数校正的基本原理……………………………………………6
2.2.2 APFC的主电路拓扑……………………………………………………7
2.2.3 APFC的控制方法………………………………………………………8
2.3 PFC电路的性能比较…………………………………………………………10
3 Boost型 APFC电路结构……………………………………………….13
3.1 BOOST拓扑分析……………………………………………………………….13
3.2 在CCM控制方式下工作模式的分析……………………………………………14
3.3 CCM状态下的电流正弦化…………………………………………………….15
3.4 Boost AFPC整体电路的结构框图…………………………………………….16
4 250W APFC电路设计……………………………………………………18
4.1 主电路设计………………18
4.1.1 升压电感的设计……………………………………………………………18
4.1.2 输出电容的选择……………………………………………………………20
4.1.3 功率器件的选择……………………………………………………………21
4.2 控制电路设计………………………………………………………23
4.2.1 UC3854简介………………………………………………………………23
4.2.2 乘法器的设置………………………………………………………………26
4.2.3 振荡频率的确定…………………………………………………………….28
4.2.4 峰值电流限制………………………………………………………………28
4.2.5 驱动电路的设计…………………………………………………………….29
4.2.6 反馈补偿网络的初步设计………………………………………………….29
4.3 试验结果及分析……………………………………………………………….30
5 结论………………………………………………………….32
致谢…………………………………………………………………………33
参考文献…………………………………………………………………….34
附录A( 250W样机电路原理图)………………………………………………………36