摘 要 随着社会经济的发展，交流电源已经无法满足人们的生活，电动车充电器，手机充电器，不间断电源，变频器等设备都需要将交流电经过电力电子技术进行变换。随着这些设备使用的越来越广泛，这些设备中使用的非线性的电力电子装置使得电网侧谐波不断增加，功率因数降低，能量损耗越来越大。APFC技术是有源功率因数校正技术，能够使电力电子装置接近线性化，减小装置给电网带来的谐波，提高功率因数。 本文将要讨论的交错并联boost PFC技术是在传统的单路boost PFC基础上又并联了一路boost电路，交错并联Boost PFC电路具有单相boost PFC电路不具有的优点，它不仅减小了开关管和二极管的应力还更进一步地减小了输入电流的纹波，而且因为并联电路分流的作用还减小了电感的体积。在本文中设计了交错并联boost PFC的主电路和控制电路，并使用simulink搭建了仿真模型，利用simulink强大的计算和仿真功能进行了仿真，将交错并联boost PFC与传统的整流电路的波形和谐波含量进行了对比分析。 关键词：交错并联；boost PFC；功率因数校正；谐波；Simulink仿真

Abstract

With the development of social economy, the pure AC power already can't satisfy people's life. It can not be used by computer power supply, mobile phone charger, uninterruptible power supply, inverter and other equipment,before transforming with power electronic technology.As the devices used more and more widely, the nonlinear power electronic device used in the equipment makes the grid side harmonic increases, the power factor is reduced, the energy loss is becoming bigger and bigger. APFC technology is an active power factor correction technology, which aims to make power electronic devices close to linearization, reduce the harmonics brought by electronic devices to the power grid, and improve the power factor. The staggered parallel boost APFC technology discussed in the paper is in a traditional single channel boost APFC parallel again all the way on the basis of the boost circuit. staggered parallel circuit has advantages that the single channel boost APFC circuit does not have. It not only reduces the stress of the switch tube and diode also further reduce the input current harmonic, and the volume of a single inductor is reduced due to the branch circuit. In this article will compare staggered parallel boost PFC to the traditional single channel boost APFC analysis, design the staggered parallel boost PFC main circuit and control circuit, and use simulink to build the simulation model, use the powerful simulation function and calculation of simulink simulation to analyze the results. Key words: Staggered parallel; Boost PFC; Power factor correction; Harmonic; Simulink simulation 目录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1项目研究的目的和意义 1 1.2谐波的危害 1 1.3传统整流电路分析 2 1.4 功率因数校正技术 3 1.4.1功率因数的定义 3 1.4.2功率因数校正技术发展现状 4 1.5拟采用的技术方案及措施 6 1.6研究的基本内容和目标 6 第2章 交错并联boost PFC原理分析 7 2.1电路拓扑选择 7 2.2 boost PFC的工作模式分析 9 2.3 CCM boost PFC电路的控制方法分析 9 2.3.1电流峰值控制法 9 2.3.2电流滞环控制法 10 2.3.3电流平均值控制法 10 2.4输入电流纹波分析 11 2.5 CCM模式下电路的工作状态 13 2.6本章小结 15 第3章 交错并联Boost PFC电路设计 16 3.1主电路参数设计 16 3.1.1开关频率的选择 16 3.1.2升压电感量的计算 16 3.1.3输出电容的计算 17 3.2控制电路设计 18 3.2.1控制电路方框图设计 18 3.2.2控制电路实现方案选择 19 3.3本章小结 22 第4章 基于simulink的交错并联boostPFC电路仿真分析 23 4.1仿真电路搭建 23 4.2仿真及结果分析 24 4.3本章小结 26 第5章 总结与展望 27 参考文献 28 致谢 30  

第1章 绪论

1.1项目研究的目的和意义

本次课题的来源是3300W车载充电机的设计项目，本次课题研究的主要是车载充电机前级APFC电路，使得前级输入电流跟随输入电网电压，提高系统的功率因数，后级电路为DC/DC变换器，用来输出稳定的直流电压[1]。 随着社会经济的不断发展，电力电子技术也有了很大的发展，从20世纪发明的第一个功率二极管到现在，电力电子在社会能源转型中的地位越来越高，它不仅有稳定的电能输出，而且能够提高变换器的效率，因此电力电子技术已广泛应用到电力系统，冶金工业，家用电器等各个领域，其中不乏有广泛被使用的计算机电源、光伏和风力发电变换器、电动车的充电器、电机驱动变频器等设备^[2]。整流器将电网和电力电子装置相互连接，整流器先将电网的交流电变为直流电再进行后续的电力电子变换，传统的AC-DC整流器是由将四个二极管或是晶闸管桥接组成的整流桥，但是都有很明显的缺陷，一是整流桥非线性的特点导致输入电流谐波含量极其高；二是功率因数非常低。能源损耗增加，严重影响电网的正常稳定运行^[3]。