单相功率因数校正的仿真研究.

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毕业设计（论文）

题目：单相功率因数校正电路的仿真研究

作者王任届别 2009届

系别机械与电气工程系专业自动化

指导教师荣军职称讲师

完成时间 2009年5月21日

摘要

现代开关电源技术所面临的最重要课题之一就是功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)。在各种单相PFC电路拓扑结构中，Boost升压型功率因数校正电路由于具有主电路结构简单，变换效率高，控制策略易实现等优点而得到广泛应用。本文叙述了有源功率因数校正(APFC)的原理和方法，对硬开关和软开关主电路的主要元器件参数进行设计，并在软件环境下搭建了功率因数校正电路Boost变换器与Boost-ZVT变换器的仿真模型，分别对输入电压与输入电流、开关管驱动波形、输出电压与输出电流进行仿真，并对仿真结果进行分析和比较，指出了它们各自的优点与缺点。

关键词：开关电源；功率因数校正；OrCAD/PSpice仿真

ABSTRACT

One of the most important issue in modern switching power technology is the Power Factor Correction(PFC). Among a variety of single-phase PFC circuit, Boost boost power factor correction has been widely used as a result of the simplicity of the main circuit structure, high conversion efficiency and easy control strategy achievement. This paper considers the principle and method of the Active Power Factor Correction(APFC) and designs the parameters of main circuit components of hard switching and soft switching. Meanwhile, it establishs the PFC Boost converter circuit and the Boost-ZVT converter simulation model by utilizing software. Moreover, it simulates the waveform of input voltage and current together with the drive waveform of the switch tube and the waveform of output voltage and output current respectively. At last, it analyzes the simulation results, then makes a comparison, pointing out their advantages and disadvantages respectively.

Key words: Switching Power; PFC; OrCAD/PSpice simulation

目录

摘要............................................................... I ABSTRACT........................................................... I I 目录............................................................. I II 1 绪论. (1)

1.1开关电源概述 (1)

1.2功率因数校正概述 (2)

1.3软开关单相升压功率因数校正 (3)

2 有源功率因数校正APFC的基本工作原理与应用 (3)

2.1功率因数校正（PFC）的定义及意义 (3)

2.1.1 功率因数校正的定义 (3)

2.1.2 功率因数校正的意义 (4)

2.2有源功率因数校正技术的研究现状 (6)

2.3功率因数校正实现方法 (6)

2.4有源功率因数校正技术的分类 (6)

3 BOOST变换器功率因数硬开关校正电路的仿真 (8)

3.1主电路的设计及工作波形图 (8)

3.2B OOST变换器基本原理 (8)

3.3主电路主要元器件的参数设计 (9)

3.3.1 高功率因数校正硬开关AC/DC变换电路技术指标 (9)

3.3.2 升压电感的设计 (9)

的设计 (10)

3.3.3 输出电容C

O

3.4主电路的仿真与分析 (11)

4 BOOST型ZVT-PWM功率因数软开关校正电路的仿真 (13)

4.1主电路的设计及工作波形图 (13)

4.2B OOST型ZVT-PWM变换器工作原理 (14)

4.3B OOST型ZVT-PWM变换器运行模式分析 (14)

4.4硬开关技术的缺点 (16)

4.5B OOST型ZVT-PWM变换器的优缺点 (19)

4.6软开关技术的特性 (19)

4.7主电路主要元器件的参数设计 (20)

4.7.1 高功率因数校正软开关AC/DC变换电路技术指标 (20)

4.7.2 谐振电感Lr的设计 (21)

4.7.3 谐振电容Cr的设计 (22)

4.8主电路的仿真与分析 (22)

5 全文总结 (25)

参考文献 (26)

致谢 (27)