一种单相高效率AC-DC变换电路的设计-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.引言伴随着PWM变换器在工业和家电领域的越来越多的应用，带来了一个很大的问题，就是电网的污染越来越严重，而电网污染中最严重的就是谐波电流的污染。这已经引起了全世界各个国家和相关领域的组织的高度重视，并且已经出台了许多相关的法律法规。而解决这一问题的最行之有效有效的方法就是提高效率值，因而如今许多的家用电器已经开始大量的采用以变频为传统的系统，例如变频冰箱，空调洗衣机等家电，这也成为了相关行业的趋势，但因为原本的传统的变频系统有着不可控整流桥非线性问题，因而输入电流的波形系数就很差，同时输入的功率因数会很低。为解决这个棘手的问题，传统的升压式AC-DC变换器在这些变频家电中得到了广泛的应用，成为了目前的家电PFC方案中最成熟的一中。传统的PFC意思是“功率因数校正”，其方法分为3种，无源PFC,部分有源PFC以及完全有源PFC。功率因数指是指电路的有效功率占其输入的总功率的百分比，也就是也就是有效功率和输入的总功率之间的比值。它是用来评判电力的利用是否良好的重要标准，功率因数值越大的的话也就意味着整个电力的系统的利用率越高。本系统采用TI公司的PFC控制芯片UCC28019为核心的功率因数校正的基本原理和实现方法。系统的组成部分是取样电路，功率因数校正和控制显示电路。这一设计首先是要对电路进行检测，检测的方法就是运用检测电路，而监测电路监测完之后的结果就是控制电路天界PFC的控制芯片UCC28019的电压误差放大器大小的依据。这一措施可以稳定开始就设定好的输出电压，输出电压得以稳定的话就可以用电流误差放大器来将电源的整体的功率因数提高。通过实验得出只要采用APFC就可以把电源输出电压的纹波江都从而可以实现功率因数的校正。2.研究现状与问题最近这些年以来，随着迅速发展的电力电子技术，我们的生活中的各类与电力相关的工业，家庭的电力系统都将电力电子装置应用在了其中。伴随着这些装置的日益重要的作用也衍生出了很多的污染问题，其中就有危害性非常大的谐波。也正因如此，很多的发达国家和发展中国家以及国外的学术机构都为了应对这一危害而制定了很多的准则来来规范电力系统和用电设施的谐波。我国的能源存在着很大紧缺问题，因此我们也在生产的家用电器中实施上述机构和自己规定的谐波标准，因为这不仅能解决很多污染的第2页问题，同时也起到了很大的节能功效。随着各国和国外组织的大量研究和实验，达成了很多的这方面的技术性成果，这些成果的出现就是因为人们大量的发展和和应用单相有源ac-dc变换技术。经常使用的控制器主要是MCU与DSP两种，而常用的是常规电感以及平面电感这两种功率电感。磁极成技术使用在电感制作中，铁氧体则是使用在磁芯材料上的。开关频率可以在10khz-接近100khz；分流电阻是用在电流检测上的，同时也需要电流互感器和电流霍尔传感器；通常是用峰值电流采样课的平均值来进行电流采样，而它们的三种导通的模式是CCM,DCM以及CRM。三种拓扑结构则是两电平，三电平以及多电平构造，同时也有以并联交错或者串联交错的结构；电路设计的部分则可以运用智能功率模块，功率集成和器件分立这三种形式。就目前而言，采用电源供电的升压型单相有源ac-dc变换器是最常用，传统的boost有源PFC。这一项技术已经在生活中的通讯行业和家电中的个项电器中应用的非常的多了，这也引起了是个各国的各大生产商家的重视，他们认为这是一个很大的市场，其中退出了这一项目一系列产品的就有st，ONSEMI，ti等世界著名IC生产商，他们纷纷都研发出来了各种各样的全模拟有源PFC控制器，包括14981a、b，16561,11651，vk05，uc3854an、BN、cn6901以及ucc3818等等。他们研制的产品中的一些芯片甚至同时具备了有源PFC和开关电源PVW这样两个功能、甚至是有些比较特别的芯片还可以进行开关频率的调制。这样就可以很好的改良系统中的EMC环境。3.研究背景电源是一个系统中非常重要的角色，他可以被看成系统的心脏。电源给系统提供了持续和稳定的能量，并免除了系统会受到的外部的侵扰。由此可知，电源性能的好坏和电子设备的各个技术指标都是有着密切关系的，同时电源是我们这个社会所需要的重要的能源，现如今的社会是一个需要能源去不断发展的社会，而能源中最重要的一项就是电能，电能的使用充斥着我们的整个生活。没有了电我们的生活会成什么样，相信大家会难以想象，而电力的发展却伴随着各种各样的污染和危害，其中的谐波危害就是非常严重的一项。为了解决这一问题，PFC既“功率因数校正”就是解决这一问题的很好的手段。正式基于这些，全世界各国以及相关组织对这一研究课题进行了非常大的投入，使得这一行业变成了一个非常值得我们新时期大学生去专心投入的方向。而这就要求我们要更好的学习其中的很多知识而我本次的毕业设计的研究课题就与这个有关，这也让我很开心的去投入这个的研究，相信通过此次的研究，会让我更好的了解和认知电力功效的相关领域的知识。第3页4.课题研究的意义和主要工作其与上述我所提到了东西，我们可以基本的了解到本课题主要的研究意义就是减少污染，节约能源，同时方便我们的生活和工作等，也可以为社会甚至地球的可持续发展做出很重要的贡献，因此，我们应该更好更全身心的通入这一课题的研究中，也可以让我们未来的生活更加便捷，而这一课题研究的主要工作就是努力找到提高功率因数的方法，因为提高功率因数就是提高电力效率的重要方法，正如上文所说的通过稳定输入电压用电流误差放大器来将电源的整体的功率因数提高，这就要求我们去寻找更好的减小电流误差的方法，而本文就是通过各种方案的设想和验证来找到很好的提高功率因数的方法。同时也希望大家能更好的重视节能的问题，因为只有重视节能杜绝污染才能让我们的地球更好的成为我们的家园。第4页参考文献1张森善.三相电压型AC/DC变换器功率控制策略J.北京工业职业技术学院学报,2011,(2).2赵凯岐,张殿华,兰海,岳文杰,张强.船舶大功率AC-DC变换器阻容缓冲器优化方法J.中国造船,2011,(2).3唐荣荣,寇明亮,刘曦麟,黄林秀,张波.基于数字控制PSM流限模式的AC-DC变换器J.微电子学,2011,(3).4张犁,吴田进,冯兰兰,孙凯,邢岩.模块化双向AC/DC变换器并联系统无缝切换控制J.中国电机工程学报,2012,(6).5吴胜华,刘潇,郑勃.一种新型矩阵式AC/DC变换器研究J.空军雷达学院学报,2012,(3).6刘辉,邹轩.三元件串联LLC谐振AC/DC变换器的设计J.电力电子技术,2010,(7).7焦鑫艳,肖华锋,谢少军.基于TMS320F28335的双向AC/DC变换器J.电力电子技术,2010,(12).8肖统民,王锦泓,陈玉湖.智能双A