交错并联式功率因数校正电路的研制

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目前,国际电工委员会(IEC)对相关电子产品的功率因数已制订了一系列标准,其中,对中小功率的开关电源产品,功率因数已经有了强制性的要求,为了满足市场,特别是欧美市场的需求,相关的电子产品必须满足IEC的功率因数标准,在现有的经济和技术手段下,采用有源功率因数校正(PFC)技术是一个良好的解决措施之一。本文拟采用交错并联技术,进行有源功率因数校正电路的设计,降低了开关器件的应力,降低相关器件的体积和重量,提高系统的动态响应能力,减少了电压纹波和电流纹波,为进一步提高功率因数校正电路的性能提供了一条新途径。   论文采用为双BOOST并联电路,控制方式采用交错并联的方法,基于UC3854BN完成整个装置的设计,UC3854BN的输出信号,通过相关芯片组成的分频电路,获得两路的交错信号;文中依据系统选定的性能指标和开关频率,详细介绍主电路中功率器件如:整流桥、快恢复二极管、开关管、输出电容等的选取,其中开关管引入并联技术,使流过单个开关管的电流减小,保证各功率开关管的热损耗分配合理,提高开关管的可靠性;控制方案以平均电流型控制为核心,对UC3854BN的外围电路的参数选择与环路建模设计进行较深入的研究,根据双闭环控制与前馈网络得到的传递函数,用MATLAB仿真得出各网络的BODE曲线图,验证参数设计的合理。另外还进行耦合电感的相关实验,以探究耦合电感在交错并联PFC电路中的性能。   最后,研制了一台1.2KW交错PFC转换器实验装置,在对主电路、控制电路各器件的静态测试性能的基础上,对系统进行了动态实验,通过得到的两种(分立电感与耦合电感)电感类型的交错并联电路的实验波形及数据进行分析比较,实验结果表明了交错并联PFC电路结构设计的合理,电压纹波和电流纹波小,性能良好。
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