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一种新型单相两级PFC开关变换器的研究

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第一章绪论

1.1课题研究的意义

1.2两级PFC变换器的优点和研究现状

1.3本课题所做的主要工作

第二章Boost PFC级电路的设计

2.1 PFC部分主电路原理

2.1.1电压型整流电路的理想状态分析

2.1.2 PFC主电路原理

2.1.3控制部分原理简述

2.2 PFC主电路元件的选择与设计

2.2.1 Boost PFC储能电感的设计

2.2.2 PFC级输出滤波电容设计

2.3 PFC级开关元件的选择

2.3.1主功率管Q1的设计

2.3.2二极管的设计

2.4 PFC控制电路的设计

2.4.1控制方法和主流PFC控制芯片介绍

2.4.2控制芯片外围电路的设计

2.5制作有源功率因数校正器的两点经验

第三章半桥变换器的设计

3.1半桥变换器的主电路及工作原理

3.2电流连续和断续时工作过程分析

3.2.1电流连续工作过程具体分析

3.2.2电流断续工作过程分析

3.3半桥变换器的偏磁分析

3.3.1串联耦合电容改善偏磁的分析

3.4半桥变换器的变压器和主电路设计

3.4.1半桥变换器的变压器绕制

3.5半桥变换器控制电路设计

3.5.1控制芯片选择及其外围电路设计

第四章电磁兼容分析

4.1开关电源中的EMI问题

4.1.1开关电源内部干扰源

4.1.2开关电源外部干扰源

4.2本课题的电磁兼容设计

4.2.1滤波器设计

4.2.2高频变压器电磁兼容设计

4.2.3印刷线路板(PCB)中的电磁兼容问题

第五章实验波形与分析

5.1 PFC级实验波形

5.2半桥变换器的波形与分析

5.3脉冲式充电波形

第六章结论与展望

6.1本课题所完成的主要任务

6.2本课题的不足和改进方向

参考文献

致谢

附录

在学期间发表的学术论文与研究成果

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摘要

为了减小用电设备对电网造成的谐波污染、提高用电效率,进行功率因数校正技术的研究十分必要。用电设备的功率因数是衡量其性能的一项重要指标,而提高功率因数的较为主动的方法就是采用有源功率因数校正技术。近年来,随着对用电设备性能指标要求的不断提高,这一技术成为电力电子领域研究的热点,并得到了广泛的实际应用。 由于在中等功率场合中单相单级功率因数校正变换器开关管电压和电流应力比较大,且功率因数校正的效果远不如单相两级功率因数校正;因此研究单相两级功率因数校正技术具有较强的现实意义和应用价值。 论文首先介绍了功率因数校正研究的意义和发展历程,指出了当今PFC技术研究的热点问题。有鉴于实际需要,主要研究了BoostPFC+半桥DC/DC变换的两级功率校正电路拓扑,并完成了一台1000W的试验装置的设计和研制工作。 实验结果表明本文所设计的单相两级功率因数校正变换器有如下特点:输入电流谐波畸变较小,功率因数比较高,输出电压特性好,易于通过单片机监控改变输出模式。

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