Boost型功率因数校正电路研究与设计.pdf

Boost型功率因数校正电路研究与设计.pdf

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1、Boost型功率因数校正电路研究与设计ResearchandDesignofPowerFactorCorrectionCircuitBasedonBoostTopology学科专业:集成电路工程研究生:付园园指导教师:姚素英教授企业导师:张国辉高工天津大学电子信息工程学院二零一二年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他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

2、献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日我是爱天大的!!学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津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,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日摘要随着各类供电系统技术水平的提高,各种谐波对电网的污染也变得日益严重,人们对于谐波污染越来越关注。为

3、了改善电网质量,满足日益增大的对绿色能源的要求,提高电能利用率,功率因数校正(PFC)技术成为电源管理领域的核心技术。随着PFC技术越来越广泛地应用于电源管理、电动汽车、荧光灯镇流器等领域,PFC技术的研究越来越关键,对功率因数校正电路特别是其控制芯片的性能要求也越来越高。本文首先分析了功率因数校正基本原理,在比较几种PFC主电路拓扑结构和控制方式优缺点的基础上,结合中等功率电器功率因数校正的应用环境,确定了外围电路拓扑结构和控制芯片策略分别为boost(升压型)拓扑结构和临界导通控制模式。接着进行了控制芯片和基于系统设计指标的PFC外围电路设计。

4、然后对芯片内部模块进行了电路具体实现,本文设计的控制芯片集成可编程过压保护、可编程限流保护等多种保护电路,内设待机功能和自启动电路,通过脉冲宽度调制和零电流检测电路实现了临界导通模式控制策略,固定升压输出。基于0.4µmBCD工艺,对所设计的PFC电路进行了仿真验证。最后进行了控制芯片版图设计和流片测试。根据整体电路仿真,输入电流接近正弦波并与输入电压同相位,实现了功率因数校正的目的,功率因数约为0.996;在12V供电电压下,控制芯片静态功耗约为31mW。芯片己经成功流片,面积为1.186mm×1.172mm,欠压锁存、零电流检测、脉冲宽度调制等

5、芯片功能测试基本符合预期目标。直流参数测试结果符合设计目标。根据所设计的控制芯片搭建了低压boostPFC电路测试,电路正常工作。关键词:功率因数校正升压型临界导通模式零电流检测脉冲宽度调制ABSTRACTWiththeimprovementoftechnicallevelofvariouspowersupplysystems,harmonicpollutioneffectsonpowernetworkarebecomingmoreandmoreserious.Peoplepaymoreattentiontoharmonicpollution.In

6、ordertoimprovepowerquality,meettheincreasingdemandsofgreenenergyandimprovepowerutilizationrate,powerfactorcorrection(PFC)hasbecomethekeyofpowermanagements.AsPFCtechnologymoreandmorewidelyusedinpowermanagements,electricvehicle,fluorescentlampballastandotherfields,researchonPFCt

7、echniquesisbecomingmoreandmoreimportant.Theperformancerequirementsofpowerfactorcorrectioncircuitespeciallyitscontrolchipisalsogettinghigherandhigher.ThispaperfirstlyanalyzedbasicprinciplesofPFC.BycomparingthreetypesofPFCtopologyandcontrolstrategyrespectivelyandcombiningthemedi

8、um-powerapplicationenvironment,topologyandstrategyofthecontro

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