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功率因数校正技术是当前开关电源领域重要的研究课题,为了满足IEC1000-3-2等谐波要求,实现低损耗和高效率,单级功率因数校正技术己经受到极大的关注,尤其在中小功率的应用场合对单级功率因数校正的需求日益迫切。单级功率因数变换器由功率因数校正环节和DCDC变换器构成,两环节共用一个开关管和控制单元,能够实现输入电流的整形和紧凑的电压调制输出。
本论文提出了一种新的高功率密度、高效率的基于不对称半桥的单级PFC的应用电路。该电路采用固定死区的互补PWM控制方式,结合DC/DC不对称半桥电路本身的特性,通过谐振电感和开关寄生电容的谐振,实现零电压(ZVS)开关。电路副边采用同步整流,减少次级整流开关损耗,软开关和同步整流技术的结合提高了单级PFC AC/DC变换器的效率。本文内容可以分为以下几个部分:
(1)给出了本文的研究背景,阐述了现阶段的单级PFC、软开关技术以及同步整流技术的研究现状,最后介绍本文研究目的和主要研究内容;
(2)分析了BOOST有源功率因数校正电路的工作原理以及电流断续模式(DCM)开关模式下功率因数校正分析;
(3)提出了一种后级同步整流单级不对称半桥变换电路,详细介绍电路的工作原理,分析开关管实现ZVS的条件,给出确定谐振电感值的数学表达式;并对传统电路的缺陷举行分析,给出了改进方法;
(4)对电路小信号建模,给出补偿电路设计;
(5)根据电路改进方法,设计制作了一个12V/10A的带同步整流的单级不对称半桥变换器装置,并对电路进行了仿真和实验,两个的结果都验证了理论分析的正确性和设计的合理性。
论文最后还对所作的工作做了总结,并对今后的进一步的研究做了展望。