三路交错并联PFC电路的设计与实现.pdf

三路交错并联PFC 电路的设计与应用 摘 要 在高速发展的信息化时代中，开关电源起到了不可或缺的作用，它具有轻 量体小、功耗低和转化效率高的特点，但它在开始普及的时候，不但功率因数 低，而且对电网和周边设备的污染很严重，因此引起了人们的重视，提出功率 因数校正技术(简称 PFC 技术)应用于开关电源来解决谐波污染这一弊端。此后， PFC 技术在开关电源领域内被广泛采用。 本文首先说明了PFC 技术的研究背景和前景，介绍了PFC 技术从无源到有 PFC 4 源的发展历程，总结了 技术集中研究发展的 个方向，分别是拓扑结构、 控制方法、功率器件和新技术的应用。本文通过将 3 个Buck-Boost 变换器交错 并联设计了一种三路交错并联PFC 电路应用于小功率开关电源，并采用数字单 周期算法实现电路的控制。 接着本文对PFC 技术进行了研究与分析，包括PFC 技术的原理，PFC 电路 常用变换器和控制方法。在分析的同时，对典型变换器和控制方法的优缺点分 别进行了对比。 然后对本文设计的主电路进行了分析和说明，首先分析了主电路的工作原 理和八种工作状态，之后通过对电感电流的分析选出了合适的占空比范围，接 着介绍了单周期控制方法的原理与应用，最后分析了单周期控制 Buck-Boost 变化器的工作原理和工作状态。 再然后从硬件和软件的角度，阐述了本文研究的PFC 电路系统的总体设 计，硬件设计分为主电路设计和控制电路设计，软件设计是基于Keil MDK5 软 件平台，使用 STM32F427 芯片来实现电路系统的数字单周期控制。 最后基于本文的设计制作了样机，并对样机进行了测试与调试，先进行了 辅助电路的测试，以保证整个电路系统正常工作，然后测试了整个电路系统的 性能，并对测试结果进行了分析。 本文设计的三路交错并联 PFC 电路不但能解决开关电源的谐波污染问题， 实现开关电源的高效性，还能改善目前单路 PFC 电路电流应力大和两路交错 PFC 电路系统不稳定等缺点，同时由于交错并联结构可以使每路使用的元器件 参数更小，降低电路成本，因而在开关电源领域中具有很好的实用价值。 PFC Buck-Boost 关键字： ； ；单周期控制；交错并联 II 硕士学位论文 Abstract In the fast-developing information age, switching power supply plays an indispensable role.It has the characteristics of light weight ,small power consumption , low power consumption and high conversion efficiency .However , when it is popularized, not only the power factor is low , but also The pollution to the power grid and peripheral equipment is very seriou s, which has arou sed people's attention .The power factor correction technology (referred to as PFC technology) is applied to the switching power supply to solve th