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高功率因数、高效率、低噪音是电源装置和用电设备普遍追求的品质.本文以单相电源装置有源功率因数校正(APFC)控制器和高性价比全直流数字变转速空调系统的研制、开发为依托,对单相升压型AC/DC变换器和直接反电动势过零检测技术从理论和应用开发两个方面进行了较为全面的研究和讨论."3C"认证的强制实施,使APFC控制器在较大功率变速空调中的应用研究势在必行.结合APFC控制器的应用开发,系统研究了APFC技术的实现;针对较大功率应用场合,采用了并联交错APFC拓扑结构;综合国内外的发展现状,对APFC应用场合下的单相升压型AC/DC变换器的拓扑结构进行了归纳总结,部分仿真和实验验证了该类拓扑所具有的功率因数校正功能.(1)对传统升压型APFC拓扑结构进行了理论分析,基于双闭环控制原理建立了Pspice仿真模型,对理论分析给予了验证;针对传统升压型APFC控制器,详细阐述了参数优化、器件选型、PCB设计等设计要点;分别以UC3854BN和L4981A/B为控制芯片实现了单相APFC电路,并进行了性能比较;较UC3854BN而言,以L4981A/B实现的APFC控制器具有更宽的电压适应范围、更小的电流交越失真、更强的带负载能力等优点.(2)结合电感绕制(分立、耦合)和驱动方式(同步、分频和移相)的不同组合,将两级并联交错APFC拓扑与传统升压型APFC拓扑进行了仿真分析和性能比较,并通过实验给予了验证.(3)基于单相APFC实现的基本思想,对单相升压型AC/DC变换器进行了一般性归纳,总结了三类拓扑结构.直接反电动势检测技术的应用降低了无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)电控系统的复杂性,具有较高的性价比.结合直流变速空调外机电控系统的开发,从理论上对反电动势过零直接检测技术进行了分析,并就实际应用中所遇到的问题进行了探讨.(1)从理论上对间接反电动势检测原理和直接反电动势检测原理进行了分析;针对间接反电动势检测方案的不足,介绍了直接反电动势检测的优点;针对无位置传感器BLDCM系统的预定位,介绍了一种新的转子预定位方法--"一次—三相导通"预定位方式.(2)描述了无刷直流电动机专用控制MCUST72141对直接反电动势检测方案给予的硬件实现;采用ST7214l实现了低成本、高性能直流变转速空调外机控制最小化系统,着重介绍其硬件、软件设计;通过实验分析,验证了直接反电动势检测方案对PWM斩波频率的依赖及相电感续流对反电动势过零检测的不利影响.(3)结合直接反电动势检测的实现特点,选择了适当的PWM斩波方式--H_PWM-L_ON;针对相电感续流对反电动势过零时刻检测的影响问题,采用了加速退磁技术,并从理论上分析了加速退磁的有效性,由实验结果给予了验证.