电力电子课程设计：dcm-boost功率因数校正电路仿真

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1、学号：0121011360602课程设计题目DCM-BOOST功率因数校正电路仿真学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1102班姓名李文龙指导教师朱国荣2014年1月2日课程设计任务书学生姓名：李文龙专业班级：自动化1102班指导教师：朱国荣工作单位：自动化学院题目:DCM-BOOST功率因数校正电路仿真初始条件：输入交流电源：单相220V，频率50Hz。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输入功率因数达到0.99。2、输出直流电压：400V，输出功率250W。4、建立功率因数校正电路Matlab仿真模型或者s

2、aber模型。5、进行仿真，得到交流侧输入电压电流波形。时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要11设计任务及要求21.1初始条件21.2主要任务22功率因数校正的原理32.1功率因数校正的必要性32.2功率因数（PF）42.3功率因数和谐波的关系52.4改善开关电源功率因数及谐波问题的方法52

3、.5CCMBoost功率因数校正原理62.6有源功率因数校正控制方法73UC3854芯片介绍103.1UC3854简介103.2UC3854引脚功能概述114功率因数校正电路原理图145基于UC3854的PFC电路的仿真155.1仿真模型的建立155.2电路参数155.3仿真结果及分析16小结思考18参考文献19本科生课程设计成绩评定表摘要当前单相APFC技术已完全成熟，应用到开关电源中可提高功率因数至0.98以上，成为许多开关电源的必备前级，应用日益广泛。快速高效地设计出满足系统要求的APFC已成为工程技术人员必须面对的问题。MATLAB强大的信号分析处理能

4、力对高效地设计APFC及整定各个环节的参数带来了极大便利。根据功率因数校正的原理和特点，建立了一种基于Matlab的功率因数校正电路的仿真模型，详细介绍了模型的建立过程并给出了具体的算法，最后对功率因数校正电路进行了参数仿真，并对建立的模型作了验证。仿真结果表明，运用Matlab中的SimPowerSystems模块对复杂的电路进行仿真分析和研究，不失为一种准确、直观有效的方法。　　功率因数校正PFC（PowerFactorCorrection）是治理谐波污染的一种有效方法。论文介绍了有源功率因数校正（APFC）电路的工作原理。该电路采用平均电流模型UC385

5、4，它通过脉宽调制输出的一连串脉冲信号来控制电路中开关晶体管的导通与截止，从而将输入电流与输出电压的相位重新调整到同相状态，最终达到功率因数校正的目的。仿真与试验结果表明，该Boost功率因数校正器设计合理，性能可靠，功率因数可达到0.99，而且与当今通用的PFC控制电路兼容。关键词：功率因数模型仿真校正201设计任务及要求1.1初始条件输入交流电源：单相220V，频率50Hz。1.2主要任务1、输入功率因数达到0.99。2、输出直流电压：400V，输出功率250W。4、建立功率因数校正电路Matlab仿真模型或者saber模型。5、进行仿真，得到交流侧输入电

6、压电流波形。202功率因数校正的原理2.1功率因数校正的必要性图1整流电路图输入为单相交流的开关电源，其输入整流滤波环节电路采用单相桥式不可控整流滤波电路，如图1所示。输入220V交流电，整流后直接接滤波电容，以获得较为平滑的直流电压。但是此整流滤波电路存在输入功率因数低的缺点，通常电容滤波二极管整流器输入功率因数只能达到0.65左右，而且输入电流的畸变使得整流器输入电流额定值增大，导致效率降低。由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，导致整流二极管只有在输入电压峰值附近的瞬时值大于滤波电容两端的短时间内才导通，其他大部分时间里，二极管被反向偏置而处于截止

7、状态。这样一来，是输入电流成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流，如图2所示。图2整流电路输入电压电流仿真图20输入交流电压虽然是正弦的，但输入交流电流波形却严重畸变，呈脉冲状，其结果可以由如图1所示的整流电路的仿真结果得到验证。从图2可以看出，输入电流发生了严重畸变。因此，大量应用整流电路，要求电网供给严重畸变的非正弦电流，造成的严重后果是：谐波电流对电网有危害作用，另外输入端功率因数下降。为了消除电流谐波和提高功率因数，必须在电路整流后加入功率因数校正电路。2.2功率因数（PF）功率因数是电源对电网供电质量的一个重要衡量指标。根据电路基本理论，功率因数

8、（PowerFactor）定义为有功功