本科毕业设计(论文)(Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计)

本科毕业设计（论文）（Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计）（王志彬）燕山大学2010年6月本科毕业设计（论文）（Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计）学院（系）：电气工程学院专业：应用电子学生姓名：王志彬学号：050103030194指导教师：漆汉宏答辩日期：2010-6-25燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及其自动化系学号050103030194学生姓名王志彬专业班级应电06-4题目题目名称Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容电力电子装置的大量使用给电网带来谐波和无功，造成电网的“污染”，解决这种污染的主要途径之一是使用有源功率因数校正技术。它在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通、断来强迫输入电流跟随输入电压变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。基本要求1.了解功率因数校正的基本原理型PFC电路的控制策略。2.掌握Boost型功率因数校正电路的工作原理及其典型控制策略。3.仿真分析平均电流型Boost功率因数校正电路。参考资料1.王兆安等，电力电子交流技术，机械工业出版社2.郑颖楠，电源技术，燕山大学自编教材3.叶奎贞，新颖开关电源，机械工业出版社4.中国学术期刊网周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅资料，阅读文献确定方案，设计电路系统参数设计进行仿真，验证可行性撰写论文，准备答辩指导教师：漆汉宏职称：教授09年12月30日系级教学单位审批：年月日注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。（此行文字阅后删除）摘要I摘要近几十年来，由于大功率电力电子装置的广泛使用，使公用电网受到谐波电流和谐波电压的污染日益严重，功率因数低，电能利用率低。为了抑制电网的谐波，提高功率因数，人们通常采用无功补偿﹑有源﹑无源滤波器等对电网环境进行改善。近年来，功率因数校正技术作为抑制谐波电流，提高功率因数的行之有效的方法，备受人们关注。功率因数校正(简称PFC)技术是电力电子技术的重要组成部分，并已经在越来越多的领域得到应用。上世纪九十年代以来，PFC控制技术越来越多的引起人们的关注。许多控制策略运用于PFC电路中，如平均电流控制﹑峰值电流控制﹑滞环控制等。本文在参阅国内为大量文献的基础上，综合了近年来国内外功率因数校正的发展状况，简要分析了无源功率因数与有源功率因数的优﹑缺点，并详细分析了有源功率因数校正的基本原理和控制方法，选择BOOST变换器为主电路拓扑，采用平均电流控制的UC3854A控制器。本文功率因数校正电路的设计，使电路的功率因数得到了明显改善，达到了设计要求，同时电路的总谐波畸变因数控制在了一定的范围，减少了对电网的污染。根据参数，基于PAPICE环境下对功率因数前后的电路进行了仿真。关键词功率因数校正BOOST变换器平均电流控制仿真燕山大学本科生毕业设计（论文）IIAbstractTheharmonicforvoltageandcurrent,lowerpowerfactorandlowerpowerefficiencyofpublicpowersystemisseriousincreasinglybecauseofmuchbigpowerelectronicequipmentinresentyears.Usually,reactivecompensation,filtersforactiveofpowersystem.Butthepowerfactorcorrectiontechniqueisresearchbecauseitisaneffectivemethodtocontrolharmonicandimprovepowerfactorbyrecentyears.NowadaysPFC(PowerFactorCorrection)invertersthatarebeingusedinmanyfildsplayanimportantroleinthelife.Itisusedinmanyapplications.Duringthelastdecade,therehasbeingalargeinterestinPFC.Manycontrolmethodsareexplored,includingaveragecontrol,peakcurrentcontrol,hystereticcontrol,etc.Thedevelopmentforpowerfactorcorrectionbothhereandabroadinrecentyearsissummarizedandthegoodandbadcharacteristicsforreactiveandactivepowerfactorcorrectionisanalyzedbrieflyandthebasicprincipleandcontrolmethodsofactivepowerfactorcorrectionisanalyzeddetailedafterreadamassofliteraturesbothhereandabroad.ThemainBOOSTconverterandUC3854controllerisdesignedandelementsofmainandcontrolcircuit.Thepowerfactorofcircuitisimprovedobviouslyandsatisfieddesignrequireafterpowerfactorcorrectionandthetotalharmonicdistortionforcurrentiscontrolledinaband,sotheharmonicforvoltageandcurrentisreduced.ThecicuitwassimulatedbasedonMATLABaccordingtotheseparametersandcorrectnessofthedesignisprovedfirstlyafterusedcomparesimulationwaves.KeywordsPFC（powerfactorcorrection）BOOSTconverterAveragecurrentcontrolSimulationIII目录摘要.......................................................................................................................IAbstract................................................................................................................II第1章绪论........................................................................................................11.1课题背景..............................................................................................11.2谐波电流对电网的危害.......................................................................21.3研究的主要内容..................................................................................3第2章功率因数校正........................................................................................42.1功率因数..............................................................................................42.1.1功率因数的定义..........................................................................42.1.2功率因数校正的基本原理...........................................................62.2功率因数校正的一般方法...................................................................72.2.1无源功率因数校正.......................................................................72.2.2有源功率因数校正.......................................................................82.3功率因数校正技术的发展趋势.........................................................102.3.1APFC控制电路硬件的发展趋势...............................................102.3.2两级PFC技术的现状和发展趋势..............................................112.3.3单级PFC技术的现状和发展......................................................112.3.4三相PFC技术的发展.................................................................122.4本章小结.............................................................................................12第3章单项功率因数校正技术......................................................................133.1BOOST型PFC电路的构成及特点.........................................................133.1.1Boost型PFC电路的构成...........................................................133.1.2Boost型PFC的特点.................................................................143.2BOOST型有源功率因数校正的控制方法...........................................153.2.1电流峰值控制法.........................................................................153.2.2平均电流控制法.................