大功率臭氧电源是工业应用中重要的电力电子设备,现有的臭氧电源主电路一般采用不可控整流器和桥式逆变器。随着放电功率的提高,其输入电流畸变增大,输入功率因数进一步降低,对电网产生严重的谐波污染。因此,在大功率臭氧设备中需要使用功率因数校正技术对电流谐波进行抑制,并提高臭氧电源的功率因数。本文在不可控整流器与桥式逆变器之间的直流母线上增加一级交错并联Boost PFC电路,研究与设计一种新型高功率因数臭氧电源。这种电源主电路由单相不可控整流器、交错并联Boost PFC电路、单相桥式逆变器、高频升压变压器和串联电感补偿的臭氧发生管负载组成。论文在第2章重点研究了这种臭氧电源的工作原理,包括电路工作模态分析和电气调节特性,在第3章重点分析了 Boost功率因数校正电路的3种工作模式与连续传导模式下的电流型控制方法,详细介绍了交错并联Boost PFC的工作原理。在上述理论研究基础上,本文设计了 1台3kW高功率因数臭氧发生器电源,并对样机的实验结果进行了详细的分析。本文设计的功率因数校正电路采用TI的模拟控制芯片UCC28070,采用CCM模式下的平均电流控制方法实现电流波形对电压波形的跟踪,并使两者同相位,通过电压环的控制保证输出电压的稳定性,运用电流环和电压环的双闭环控制实现臭氧电源的有源功率因数校正。臭氧电源主电路采用了 DBD型串联谐振拓扑结构,功率因数校正后的波形经过整流电路后得到的直流信号在IPM模块的作用下逆变成高频的方波信号,再通过高频升压变换器送给臭氧发生管进行放电,从而产生臭氧。电源控制器使用TI的处理器TMS320F28070,控制策略为移相PWM+PDM,通过改变移相角以及PDM的密度来实现臭氧电源功率的调节,并对负载电流频率进行跟踪和相位补偿使臭氧发生器工作在准谐振状态,提高臭氧的放电效率。实验结果验证了本文设计方案的可行性。