基于单级buck型pfc转换器的环路稳定性分析与设计

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1、基于单级Buck型PFC转换器的环路稳定性分析与设计作者姓名唐文海学校导师姓名、职称李先锐副教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称王勇高工申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121459分类TN82号TN49密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于单级Buck型PFC转换器的环路稳定性分析与设计作者姓名：唐文海领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：李先锐副教授企业教师姓名、职称：王勇高工提交日期：2014年12月StabilityAnalysisandDesignofSingleStageBuc

2、kPFCConverterAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByTangWen-HaiSupervisor:Prof.LiXian-Rui,WangYongDec.2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

3、文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印

4、或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着电子系统的不断进步，电子电器设备在日常生活中占据着越来越重要的地位，同时对电网造成的谐波污染也日益增加，而功率因数校正(PFC)技术是提高电子设备的功率因数、减少谐波失真、降低电网污染、提高电能利用率的有效方法，因此，电源芯片的PFC技术成了当前电子领域关注和研究的焦点之一。其中，有源功率因数校正(APFC)技术不仅能够提高功率因数和降低总谐波失真(THD)，同时因为其输入电压范围大、结构简单、效率高等优点而其被

5、广泛应用。为了适应低功率的电子设备应用，本论文重点研究低成本高功率因数的PFC电源芯片的设计方法。本论文设计了一款单级Buck型功率因数校正(PFC)电源管理类芯片XD5814A，并分析其环路稳定性。首先论文阐述了降压型PFC电源芯片的研究背景及其技术的重要性；其次介绍了功率因数校正技术的基本定义、控制方法，并给出了电源芯片XD5814A的电气特性指标和系统功能；再次，用状态空间平均法给Buck型拓扑结构建模和分析其稳定性，并通过分析传输函数的零极点来提高系统环路的稳定性；最后，进行电源芯片XD5814A的关键子模块和整体电路的仿真并验证。针对以往功率因数校正电

6、源芯片采用低带宽滤波功能减低谐波失真而导致电源芯片环路系统的瞬态响应慢的缺陷，本电源芯片的跨导运算放大器采用增强压摆率的新颖结构；同时本电源芯片采用准谐振模式的控制方式提高工作效率和采用固定导通时间控制实现交流输入电流波形跟随交流输入电压波形，从而达到高的功率因数。此外，为了提高电流控制精度，实现功率因数校正，本电源芯片的电感电流采样电路获得精确的输出电流信息从而实现输出恒流的控制；为了提高提高电源芯片的安全可靠性，在其内部集成欠压锁存电路、开路保护电路和过温保护电路等保护系统；同时为了缩短电源芯片的研发周期，在其内部集成了可测性电路。本论文设计的Buck型PF

7、C电源芯片有效地减小电流畸变，很好地实现输入电流跟随输入电压的相位，大大降低了THD，在0.35μm，5V/40V/600VBCD工艺模型下，用Hspice工具进行仿真与验证，这款PFC电源芯片在输出电压为24V，输出电流为0.3A(I0.1A)的情况下，功率因数(PF)等于0.977，总谐波失真(THD)out等于0.21，由仿真结果可知性能良好。关键词：功率因数，电压模，降压型，总谐波失真，压摆率论文类型：技术报告I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththeboomingdevelopmentofelectronicp

8、owersystem,e