【摘 要】
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为了克服电力电子设备中输入电流畸变对电网造成的污染,功率因数校正技术已被大量使用。大部分整流设备由两级组成,前级进行功率因数校正,后级实现隔离与输出电压控制。这种方法需要大量器件,控制复杂,可靠性低。本文对Sepic整流器进行了详细的研究,Sepic变换器可以实现升降压输出,还有易于实现单级隔离的优点,同时具备功率因数校正功能,受到越来越多的关注。首先对连续和断续模式下的Sepic整流器进行了模态
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为了克服电力电子设备中输入电流畸变对电网造成的污染,功率因数校正技术已被大量使用。大部分整流设备由两级组成,前级进行功率因数校正,后级实现隔离与输出电压控制。这种方法需要大量器件,控制复杂,可靠性低。本文对Sepic整流器进行了详细的研究,Sepic变换器可以实现升降压输出,还有易于实现单级隔离的优点,同时具备功率因数校正功能,受到越来越多的关注。首先对连续和断续模式下的Sepic整流器进行了模态分析,电路应力分析与对比,电路连续模式判定条件计算,并首次分析了隔离型Sepic整流器有无输出电感拓扑的工作原理,又对隔离型Sepic整流器进行RCD箝位电路分析。选择了无输出电感型拓扑电流连续导电模式的Sepic整流器,电路器件应力低,而且减少了体积重量和成本。其次研究了Sepic整流器的电压电流双闭环控制方法,设计了电压电流环路控制器,分别在频域和时域对不同电路参数下的系统稳定性进行仿真分析。仿真结果表示系统通过电压电流双闭环控制可以实现功率因数校正和输出电压的调节,在不同负载情况下,系统能够保持稳定。又提出了基于Sepic整流器的单周期控制策略,建立了单周期控制核心控制方程,对其进行小信号模型,设计了电压环路控制器,分别在频域和时域对不同电路参数下的系统稳定性进行仿真分析,仿真结果表示系统通过单电压环即可实现功率因数校正和输出电压的调节。最后,为验证理论分析的正确性,设计了系统主电路,过流保护电路与驱动电路和器件选型,搭建了1500W的Sepic整流器实验平台。实验结果表明此变换器通过两种控制方法都可很好地实现输入电流对输入电压的跟随,功率因数高,THD小,验证了理论分析的正确性和参数设计的合理性,同时证明了此方案用于中小功率下三相功率因数校正的可行性和优越性。
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