单相航空电源功率因数校正技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:iczfjh
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有源功率因数校正(PFC)技术能够有效减小整流电路输入电流的谐波含量和提高电路的功率因数(PF),已得到了广泛的研究和应用。在航空电源系统中,由于电源的基波频率较高及高效率要求对开关频率的限制,目前的功率因数校正变换器开关频率与电源频率之比相比工频领域应用较小。较小的开关频率与电源频率之比导致中频功率因数校正变换器的性能受到限制。本文针对开关频率与电源频率之比较小的有源PFC技术进行研究。论文首先分析了Boost型PFC变换器的工作原理,给出了功率电路参数设计准则,分析了散热器体积和电感体积与开关频率的关系,在此基础上以变换器体积为优化设计目标,选定开关频率为30kHz。研究了Boost型PFC变换器的平均值电流控制策略,基于UCC3817控制芯片设计了控制电路,给出了控制电路各参数的设计方法,并研制了250W的原理样机,仿真和实验表明,在30kHz开关频率与400Hz电源频率条件下,变换器输入电流出现过零畸变。推导了基于平均电流控制的Boost型PFC变换器电流内环传递函数,分析了输入电流相位超前输入电压的原因,指出输入电流相位超前是引起电流过零畸变的根本因素。针对输入电流相位超前问题,设计了输入电流相位超前补偿网络(LPAC),并进行了相关实验验证,加入LPAC后,输入电流过零畸变得到了明显改善。最后,对Boost型PFC变换器的单周期控制进行了初步的研究。搭建了基于IR1150S单周期控制芯片的Boost型PFC变换器的实验样机,进行了原理性的仿真和实验研究。
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