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大功率单相数字apfc的研究与实现

大功率单相数字APFC的研究与实现

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作者：王晗上海交通大学

学位级别：硕士

在单相电网中，随着电力电子技术的快速发展，越来越多的电力电子设备在电网中投入使用，特别是采用整流桥和电解电容作为前级电路的开关电源电路和交直交变频电路的广泛使用，对电网造成了严重的谐波电流污染。有源功率因数校正（apfc... 详细信息

在单相电网中，随着电力电子技术的快速发展，越来越多的电力电子设备在电网中投入使用，特别是采用整流桥和电解电容作为前级电路的开关电源电路和交直交变频电路的广泛使用，对电网造成了严重的谐波电流污染。有源功率因数校正（apfc）技术作为解决谐波电流污染的重要技术，得到了广泛的研究和发展。本文主要进行了以下几个方面的研究：对单相apfc的发展情况、研究现状、两个主要谐波标准（IEC61000-3-2和IEC61000-3-12）、拓扑结构、工作原理、控制策略等方面进行了详细的研究、分析和总结，把apfc电路的大功率化和数字化作为本文的主要研究目标;对模拟apfc电路进行了大功率化研究，基于模拟PFC专用控制芯片L4981B设计了一款大功率apfc电路，分析了L4981B的内部结构和工作原理，进行了外围器件参数的设计选型，特别是功率电感、功率开关管以及滤波电容的设计，重点研究了L4981B的开关频率调制的特点，并进行了基于L4981B控制原理的SIMULINK仿真分析，最后对电路进行了大功率试验研究，丰富深化了单相apfc的研究功率等级;分析了无桥功率因数校正（BLPFC）拓扑的工作原理和部分PFC的各种控制策略，结合这两者设计了一款无桥部分apfc电路，采用FPAB50PH60智能功率模块作为电路的主功率器件，单片机ST7MC1K2作为电路的核心控制器，对电感和输出滤波电容等参数进行了设计选型，并进行了仿真分析，总结了BLPFC电路的本质特点，最后进行了大功率试验研究;研究了有桥apfc电路的数字化实现，进行了硬件电路的设计和相关外围器件参数的选型。采用数字信号处理器TMS320LF2808作为核心控制器，具体实现了乘法器这种PFC控制策略的算法，其中包括电流环、电压环的算法的研究和实现，以及数字PI调节器和数字滤波等各种算法的实现。最后进行了数字apfc电路的大功率试验研究，效果良好，达到了设计的目的。

关键词：有源功率因数校正(apfc) 模拟apfc电路开关频率调制无桥apfc电路部分PFC 数字apfc

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