一种改进的三相boost型双管PFC变换电路的研究

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AC/DC 变换器是电力电子装置中最为常用的一种变换器,为了减小其对电网的污染、提高输入功率因数,人们正在广泛使用功率因数校正(PFC)技术。目前,单相功率因数校正技术已比较成熟,但三相功率因数校正技术仍处于需进一步研究开发阶段。近年来,工作于电流断续模式的三相有源功率因数校正AC/DC 变换器吸引了许多研究人员的兴趣。这种控制策略具有控制简单,成本低,效果好的优点。然而,在应用于某些工业场合及通信领域,传统的三相功率因数校正电路存在着谐波电流较大的缺点,特别是应用于由柴油发电机组构成的小型三相电网时,该矛盾更为突出。本文针对三相boost 型双管PFC 电路,提出一种改进方案,可以有效减小谐波电流含量。本文以对比为主线,将改进的三相boost 型PFC 电路与双管方案进行比较。首先简要分析了三相boost 单管PFC 电路; 然后详细分析了三相boost 型双管PFC 电路,给出该电路工作时的9 个模态,指出该电路的PFC 效果与开关管占空比存在的关系,详细分析双管PFC 电路5 次谐波较大的原因。接着,本文针对双管电路存在的缺点提出一种改进方案,详细分析该改进电路的工作原理。本文第四章给出PSPICE 软件仿真结果,将改进方案与双管方案在不同占空比下的PFC 效果进行比较,进一步证明改进方案的正确性及可行性。然后设计了一台实验装置,介绍了电路中一些参数和元件的选取,以及控制电路的各个组成部分和功能。最后给出了实验装置的实验波形和实测数据。本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了这种改进的三相boost 型双管功率因数校正变换电路的合理性和可行性。与传统的变换器相比,以较小的改进换取了较大的PFC 效果的改进,比较有实用价值。
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