基于PFC与软开关技术的高频整流器研制

作     者：孟文靖 

作者单位：湖北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：廖冬初

授予年度：2017年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：高频整流 PFC 软开关 重复控制 

摘      要：近年来电力电子设备在众多领域得到广泛的应用,但与此同时,电网谐波污染等问题日益严重,这些问题对人们日常生活及工业生产均造成了较大的负面影响,受到了国内外相关组织机构的高度重视。如何进一步提升电源效率、减小装置体积、实现电源绿色化成为当今研究的重要课题。本文研究了一款基于Boost升压电路与移相全桥DC/DC电路,且具有功率因数校正及软开关功能的单位功率因数高频整流器。本文在综述了高频整流器及PFC、软开关技术的背景、研究意义、发展历程和国内外研究现状的基础上,分析了基于Boost升压电路和移相全桥DC/DC电路的高频整流器组成结构与工作原理,对主电路进行参数计算与器件选型,分析并设计了高频整流系统的硬件电路。本文采用状态空间平均法,在分别对Boost升压电路与移相全桥DC/DC电路建立小信号模型的基础上,对PFC电路研究了一种电流环基于重复控制、电压环基于PI控制的控制策略,并给出电流环重复控制器的详细设计过程;对移相全桥ZVS电路分析了基于PI控制器的电流内环、电压外环双闭环控制方式。论文设计了软件部分程序控制的结构框架,给出了主程序及子程序设计流程图并对其进行分析说明。最后,利用Matlab搭建模块电路对高频整流器模块进行仿真,验证了主电路和控制电路的结构选择、参数设计及控制方式的可行性。搭建实验平台,制作了一台高频整流器,进行了实验研究与分析。实验结果表明,功率因数接近1,移相全桥电路开关管基本实现软开关,电源效率高,验证了本文设计研究的正确性。