畢業(yè)論文 300w功率因數(shù)校正器設(shè)計(jì).doc
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畢業(yè)論文 300w功率因數(shù)校正器設(shè)計(jì),摘要本論文研究的主要內(nèi)容是300w有源功率因數(shù)校正器的設(shè)計(jì)，并針對(duì)其種類(lèi)及控制方法進(jìn)行比較和分析，最終以橋式整流器和升壓式變換器為主電路，采用單周期控制模式，降低輸入電流諧波，并使輸入電流與電壓同相，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。本論文提出的單周期控制有源功率因數(shù)校正器具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)控制精度高；(3)響...
內(nèi)容介紹
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摘 要
本論文研究的主要內(nèi)容是300W有源功率因數(shù)校正器的設(shè)計(jì)，并針對(duì)其種類(lèi)及控制方法進(jìn)行比較和分析，最終以橋式整流器和升壓式變換器為主電路，采用單周期控制模式，降低輸入電流諧波，并使輸入電流與電壓同相，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。
本論文提出的單周期控制有源功率因數(shù)校正器具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)控制精度高；(3)響應(yīng)速度快；(4)控制性能不受電源參數(shù)變化。
本論文針對(duì)如何改善交直流轉(zhuǎn)換器輸入端的電流波形、降低電磁干擾及設(shè)備容量、減少諧波成份與提高功率因數(shù)，提高電力能源使用效率等問(wèn)題，以有源功率因數(shù)校正器為主要的研究對(duì)象，在深入分析有源功率因數(shù)校正器原理的基礎(chǔ)上，在單周期控制方式上作了基礎(chǔ)性研究。主要內(nèi)容為：
(1)枚舉各類(lèi)功率因數(shù)校正器，包括其優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。
(2)介紹單周期控制技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)，具體闡述單周期控制技術(shù)在單相Boost結(jié)構(gòu)APFC中的工作原理，推導(dǎo)出APFC單周期控制方程，給出實(shí)現(xiàn)這種控制的主要控制電路及穩(wěn)定條件。
(3)分析基于IR1150的有源功率因數(shù)校正器的特點(diǎn)和其硬件電路的設(shè)計(jì)。
(4)最后在實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了300W APFC變換器參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程。包括主回路中高頻輸入電容、Boost升壓電感、輸出電容，以及控制電路中輸出電壓分壓電阻、過(guò)壓保護(hù)分壓電阻、頻率設(shè)定等若干參數(shù)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：功率因數(shù)；APFC；Boost變換器；單周期控制；諧波
Design of the 300W Power Factor Correction
Abstract
The thesis discussed the design of the active power factor corrector (APFC).Various types of APFC topologies and several control schemes are also discussed and compared. Finally, bridge rectifier and boost converter based “one-cycle control” mode is adopted. The main objective is to reduce the input current harmonics and to improve power factor.
The main advantages for the proposed corrector are simple structure, high control accuracy, quick response speed, and stable control performance.
In this thesis, how to improve the AC-DC converter input current waveform，reduce electromagnetic interference and equipment capacity, reduce the harmonic components and improve power factor, improve energy efficiency in the use of electricity have been discussed. Besides, the basic principles of APFC has been in-depth analyzed, the “one-cycle control” mode is basically researched. The main results are as follows:
1. Enumerate various types of PFC, including advantages, disadvantages, and theirs application ranges.
2. Introduce the advantages of “one-cycle control” technology. Elaborate the “one-cycle control” technology in detail for the work principles of single-phase Boost structure in APFC. Derive the equations of “one-cycle control” APFC and this control is given to achieve the main control circuit and the stability conditions.
3. The analysis of the IR1150 features and its circuit design.
4. Analysis of the 300W APFC converter parameter design process in detail, based on the realization of the principle of active power factor correction, including high-frequency input capacitance, boost inductor, output capacitance in main circuit, and output voltage dividing resistor, overvoltage protection resistor divider, frequency setting etc. in control circuit.
Key Words: power factor; APFC; boost converter; one-cycle control; harmonic wave
目 錄
主要符號(hào)表
1 緒 論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義 2
1.3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 2
1.3.1 國(guó)外相關(guān)研究情況 2
1.3.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究情況 2
2 功率因數(shù)校正原理 4
2.1 功率因數(shù)與總諧波失真系數(shù)的定義 4
2.2 功率因數(shù)校正電路簡(jiǎn)介 6
2.2.1 橋式整流電路 6
2.2.2 功率因數(shù)校正電路的種類(lèi) 7
2.3 功率因數(shù)校正器 8
2.3.1 無(wú)源功率因數(shù)校器 8
2.3.2 有源功率因數(shù)校器 9
3 單相單周期控制Boost結(jié)構(gòu)APFC的工作原理 12
3.1 引言 12
3.2 單周期控制Boost結(jié)構(gòu)APFC 12
3.2.1 Boost變換器功率級(jí)輸入輸出關(guān)系 12
3.2.2 單周期控制的Boost結(jié)構(gòu)APFC的工作原理 14
4 單周期控制BOOST結(jié)構(gòu)APFC電路設(shè)計(jì) 17
4.1 IR1150芯片功能 17
4.2 300W-APFC電路主要參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程 19
4.2.1 IR1150 APFC電路原理圖 19
4.2.2 最大輸入功率和電流計(jì)算 19
4.2.3 主回路電路參數(shù)設(shè)計(jì) 19
4.2.4 控制電路設(shè)計(jì) 21
4.3 本章小結(jié) 31
5 結(jié) 論 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 35
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 36
附錄1 IR1150 APFC電路原理圖 37
附錄2 印制電路板圖 38
本論文研究的主要內(nèi)容是300W有源功率因數(shù)校正器的設(shè)計(jì)，并針對(duì)其種類(lèi)及控制方法進(jìn)行比較和分析，最終以橋式整流器和升壓式變換器為主電路，采用單周期控制模式，降低輸入電流諧波，并使輸入電流與電壓同相，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。
本論文提出的單周期控制有源功率因數(shù)校正器具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)控制精度高；(3)響應(yīng)速度快；(4)控制性能不受電源參數(shù)變化。
本論文針對(duì)如何改善交直流轉(zhuǎn)換器輸入端的電流波形、降低電磁干擾及設(shè)備容量、減少諧波成份與提高功率因數(shù)，提高電力能源使用效率等問(wèn)題，以有源功率因數(shù)校正器為主要的研究對(duì)象，在深入分析有源功率因數(shù)校正器原理的基礎(chǔ)上，在單周期控制方式上作了基礎(chǔ)性研究。主要內(nèi)容為：
(1)枚舉各類(lèi)功率因數(shù)校正器，包括其優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。
(2)介紹單周期控制技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)，具體闡述單周期控制技術(shù)在單相Boost結(jié)構(gòu)APFC中的工作原理，推導(dǎo)出APFC單周期控制方程，給出實(shí)現(xiàn)這種控制的主要控制電路及穩(wěn)定條件。
(3)分析基于IR1150的有源功率因數(shù)校正器的特點(diǎn)和其硬件電路的設(shè)計(jì)。
(4)最后在實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了300W APFC變換器參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程。包括主回路中高頻輸入電容、Boost升壓電感、輸出電容，以及控制電路中輸出電壓分壓電阻、過(guò)壓保護(hù)分壓電阻、頻率設(shè)定等若干參數(shù)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：功率因數(shù)；APFC；Boost變換器；單周期控制；諧波
Design of the 300W Power Factor Correction
Abstract
The thesis discussed the design of the active power factor corrector (APFC).Various types of APFC topologies and several control schemes are also discussed and compared. Finally, bridge rectifier and boost converter based “one-cycle control” mode is adopted. The main objective is to reduce the input current harmonics and to improve power factor.
The main advantages for the proposed corrector are simple structure, high control accuracy, quick response speed, and stable control performance.
In this thesis, how to improve the AC-DC converter input current waveform，reduce electromagnetic interference and equipment capacity, reduce the harmonic components and improve power factor, improve energy efficiency in the use of electricity have been discussed. Besides, the basic principles of APFC has been in-depth analyzed, the “one-cycle control” mode is basically researched. The main results are as follows:
1. Enumerate various types of PFC, including advantages, disadvantages, and theirs application ranges.
2. Introduce the advantages of “one-cycle control” technology. Elaborate the “one-cycle control” technology in detail for the work principles of single-phase Boost structure in APFC. Derive the equations of “one-cycle control” APFC and this control is given to achieve the main control circuit and the stability conditions.
3. The analysis of the IR1150 features and its circuit design.
4. Analysis of the 300W APFC converter parameter design process in detail, based on the realization of the principle of active power factor correction, including high-frequency input capacitance, boost inductor, output capacitance in main circuit, and output voltage dividing resistor, overvoltage protection resistor divider, frequency setting etc. in control circuit.
Key Words: power factor; APFC; boost converter; one-cycle control; harmonic wave
目 錄
主要符號(hào)表
1 緒 論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義 2
1.3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 2
1.3.1 國(guó)外相關(guān)研究情況 2
1.3.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究情況 2
2 功率因數(shù)校正原理 4
2.1 功率因數(shù)與總諧波失真系數(shù)的定義 4
2.2 功率因數(shù)校正電路簡(jiǎn)介 6
2.2.1 橋式整流電路 6
2.2.2 功率因數(shù)校正電路的種類(lèi) 7
2.3 功率因數(shù)校正器 8
2.3.1 無(wú)源功率因數(shù)校器 8
2.3.2 有源功率因數(shù)校器 9
3 單相單周期控制Boost結(jié)構(gòu)APFC的工作原理 12
3.1 引言 12
3.2 單周期控制Boost結(jié)構(gòu)APFC 12
3.2.1 Boost變換器功率級(jí)輸入輸出關(guān)系 12
3.2.2 單周期控制的Boost結(jié)構(gòu)APFC的工作原理 14
4 單周期控制BOOST結(jié)構(gòu)APFC電路設(shè)計(jì) 17
4.1 IR1150芯片功能 17
4.2 300W-APFC電路主要參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程 19
4.2.1 IR1150 APFC電路原理圖 19
4.2.2 最大輸入功率和電流計(jì)算 19
4.2.3 主回路電路參數(shù)設(shè)計(jì) 19
4.2.4 控制電路設(shè)計(jì) 21
4.3 本章小結(jié) 31
5 結(jié) 論 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 35
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 36
附錄1 IR1150 APFC電路原理圖 37
附錄2 印制電路板圖 38
