基于平均电流法的单相Boost功率因数校正系统研究

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1、分类号学号M201571174学校代码10487密级硕士学位论文基于平均电流法的单相Boost功率因数校正系统研究学位申请人：马鹏飞学科专业：新能源科学与工程指导教师：唐小琦教授答辩日期：2017年5月16日华中科技大学硕士学位论文AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonsinglephaseBoostPFCsystembasedonaveragecurrentcontro

2、lCandidate:MAPengfeiMajor:NewEnergyScienceandEngineeringSupervisor:Prof.TangXiaoqiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,Hubei,P.R.ChinaMay,2017I华中科技大学硕士学位论文II华中科技大学硕士学位论文摘要近几年，开关电源和其他电子设备在我们日常的生活和生产中有了越来越多的应用，但随之产生的是，对电网造成的谐波污染也越来越严重，功率因数校正技术以较强的滤波性能

3、和稳定的控制性能，现已成为抑制谐波污染、提高功率因数和能源效率的一种重要措施。本文采用了平均电流控制的BoostPFC电路，并将其应用于课题组研制的伺服驱动器上，以提高整机功率因数和能源效率。本文的主要研究内容如下：首先，分析和比较了不同PFC技术的工作模式和控制策略，确定了本文所选择的控制方法和电路结构。建立了文中采用的平均电流法BoostPFC电路的小信号数学模型，分析了电路中电流环、电压环以及乘法器，对电流环和电压环结合伺服驱动器的要求进行了前馈调节、软启动以及过压保护和过流保护等方面的改进。其次，建立了本文中Boo

4、stPFC主电路和控制电路的Simulink仿真电路，采用在线仿真技术验证了本文中研究的BoostPFC主电路拓扑和控制电路的正确性。最后，进行了电路的硬件设计，并搭建了实际的PFC系统平台，将其应用到课题组研制的伺服驱动器中，对整个PFC系统进行了相关测试和改进。通过测试验证，研究所设计的平均电流法BoostPFC电路在其功能和性能上都达到了项目的设计指标并且满足国际标准。通过对系统的性能测试，该电路在负载为1.5kW时功率因数为0.99，总谐波失真率为4.38%。该电路不仅可以应用到伺服驱动器中，也可以应用到其他中小功

5、率的负载中，具有实际意义和参考价值。关键词：功率因数校正Boost(升压式)PFC平均电流法THD（总谐波失真）III华中科技大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,switchingpowersuppliesandotherpowerelectronicdeviceshavebeenusedmoreandmoreinourdailylifeandproduction,butwithit,harmonicpollutiontothepowergridisalsobecomingmoreandmorese

6、rious.Powerfactorcorrection(PFC:PowerFactorCorrection)technologyhasbecomeanimportantmeasuretosuppressharmonics,improvepowerfactorandenergyefficiencywithgoodcorrectionperformanceandstablecontrolperformance.Anaveragecurrent-controlledBoostPFCcircuithasbeenusedandapp

7、liedtotheservodrivedevelopedbytheresearchgrouptoimprovetheoverallpowerfactorandenergyefficiency.Themainresearchcontentofthistopicisasfollows:Firstly,workingmodesandcontrolmethodsofdifferentpowerfactorcorrectiontechnologieshavebeenanalyzedandcompared.Andthecontrols

8、trategyandcircuittopologyusedinthistopichasbeendetermined.ThemathematicalmodeloftheaveragecurrentmethodBoostPFCcircuitusedintheprojectwasestablished.The