crm boost pfc变换器的变导通时间控制

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1、中图分类号:TM461论文编号:102870318-SX109学科分类号:080800硕士学位论文CRMBoostPFC变换器的变导通时间控制研究生姓名郭哲辉学科、专业电气工程研究方向电力电子与电力传动指导教师任小永副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二〇一八年三月国家自然科学基金资助项目（编号51377081）江苏省自然科学基金资助项目（编号BK20130801）NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringVariableOn

2、-time(VOT)ControlforCRMBoostPFCConvertersAThesisinElectricalEngineeringbyZhehuiGuoAdvisedbyAssociateProfessorXiaoyongRenSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018NationalNaturalScienceFoundationofChinaandAwardNumber:51377081NaturalScienceFou

3、ndationofJiangsuProvinceandAwardNumber:BK20130801承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作南京航空航天大学硕士学位论文摘要CRMboostPFC变换器因其

4、软开关特性在中小功率场合应用广泛，然而其软开关过程导致输入电流THD显著增加，限制了其高频化应用。为改善其输入电流THD，基于数字方式的变导通时间（VariableOn-time,VOT）控制已成为近年来的研究热点，但目前仍存在明显不足：基于传统查表（Look-up-table,LUT）的VOT控制自适应能力差，无法适用于通用输入电压与变负载场合；现有基于实时计算的VOT控制计算复杂耗时，对控制器的运算性能要求很高。针对基于传统LUT的VOT控制自适应能力差的缺陷，本文首先发现了不同输入电压和负载条件下VOT曲线之间的映射规律，并根据该规律提出了一种基于LUT的自适应V

5、OT控制，通过对唯一预置的基准VOT曲线进行实时的线性映射，即可得到通用输入电压和全负载范围内的任意VOT曲线，从而实现最优的输入电流THD。所提控制利用了PFC变换器固有的电压控制环路，可有效简化映射过程并消除自适应控制对电路参数的依赖性。当电路参数存在±20%偏差时，所提自适应VOT控制仍可有效改善输入电流THD。本文完成了一台160WCRMboostPFC原理样机，实验结果表明，所提自适应VOT控制简单可靠、自适应性强且成本低，相比现有文献中的VOT控制，所提控制在实现高转换效率的同时，使输入电流THD达到最低。针对现有基于实时计算的VOT控制复杂耗时的不足，本文

6、提出了五种具有近似显化函数的VOT控制。首先基于函数近似与波形近似方式提出了四种具有分段函数特性的VOT控制，通过对比它们的输入电流THD与运算复杂度，指出其中两种具有明显的应用优势。为进一步降低所提分段VOT控制的复杂度，本文提出一种在VS/ZVS状态下具有统一表达式的VOT控制，实现了最简的运算复杂度与最短的计算周期，且易被低成本的模拟电路实现与集成。本文完成了一台160WCRMboostPFC原理样机，对其中所提三种VOT控制的可行性和有效性进行了验证，实验结果表明，相比现有基于实时计算的VOT控制，所提三种VOT控制均可实现更加简化的运算过程与更低的输入电流TH

7、D。针对CRM软开关在谐波注入场合引起谐波电流过量注入的问题，本文提出一种可精确注入谐波电流的VOT控制，该控制在设计时精度高、难度低、周期短。本文完成了一台120WCRMboostPFC原理样机，实验结果表明，样机在100Vac满载条件的实际谐波含量与设定值相符，在满足EN61000-3-2ClassD标准的同时使输出电压纹波减小了33%。关键词：升压型功率因数校正，临界导通模式，变导通时间，查表，数值拟合，自适应控制，实时计算，谐波注入ICRMBoostPFC变换器的变导通时间控制II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTTha