基于恒定导通时间的功率因数提高方法研究

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随着电力电子技术的发展和创新，在稳压电源中，开关电源以其低功耗、高效率的优势很快的取代了线性稳压电源。但是在传统的降压型AC-DC开关电源的功率因数校正器中存在一个普遍的问题，输入电压是正弦交流信号，当输入电压小于输出电压的情况下，输入电流不再跟随输入电压的波形，输入的电流近似等于零，这个区间为死区，死区的出现使得功率因数的提高受到了很大影响。
　　针对这一问题，本文利用一种新的功率因数校正技术，通过添加额外的辅助绕组和两个开关管对外围电路进行改善。改善后的电路会自动的根据输入电压与输出电压的关系，将电路的工作状态分为两个模式。在输入电压大于输出电压时，校正器会控制外围电路工作在降压型模式；在输入电压小于输出电压时，外围电路则工作在降压-升压模式，这样就可以消除因输入电压过小而存在的死区，输入电流也不再是零，并且可以跟随输入电压的波形。
　　工作在降压-升压模式时，输入电流波形的调节，是通过系数K来完成的，K是校正器内部误差运放的输出端电压的分压系数，合理的调整系数K的大小，就能使输入电流在两个工作模式进行切换时完成良好的衔接，不会出现电流脉冲现象。消除了死区的校正器，我们再利用准谐振技术原理控制外部开关管的导通和关断，有效的降低外围电路功率管在导通时的能量损耗，设置合适的器件参数，可以让校正器的功率因数近似为1，并且外围电路中输入电流的高次谐波分量也能够很好的符合IEC61000-3-2中C类准则，减少对电网中电能的浪费。
　　该方法是基于恒定导通时间模式的降压型变换器实现的，并且本文还对传统的恒定导通时间控制电路进行了改进和优化，用MOS管代替了充放电电容，根据输入电压自动的调节导通时间，不仅节约了芯片面积，还使导通时间的控制更为准确，去除了传统电路中存在的弊端。
　　论文对研究的改进方法进行了全面的理论分析，并且借助Matlab软件对外围电路进行了理论验证，利用Cadence和Hspice等仿真工具对外围电路和控制电路的结合做了仿真，仿真结果表明，输入电流的波形得到了明显的改善，所设计的改善电路达到了预期的效果，消除了开关电源中的死区。

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作者
裴冬斌;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名李先锐,王勇;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TM462;
关键词
开关电源; 功率因数; 恒定导通时间; 准谐振技术; 校正器;

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