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带功率因数校正的LLC谐振开关电源的设计与实现

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导师姓名
杨苹  周卓伟
学科专业
电气工程(专业学位)
文献出处
华南理工大学   2019年
关键词
功率因数校正论文  软开关论文  谐振变换器论文  开关电源论文  单周期控制论文
论文摘要

传统开关电源输入电流波形畸变,含较高次谐波,功率因数低,同时采用硬开关,使开关损耗大。为提高开关电源的功率因数以及工作效率,本文基于功率因数校正技术和LLC谐振变换器研制了一款稳压输出开关电源。开关电源采用级联方式,宽范围交流输入电压(85Vac-265Vac),AC-DC变换器输出直流电压380V,DC-DC变换器稳定输出直流电压12V,最大功率120W。本文的主要研究工作内容包括:1、研究分析功率因数校正技术及谐振变换器的发展现状,并根据所设计的开关电源选择合适的拓扑与实现方法。2、在分析LLC半桥谐振变换器和Boost-PFC电路工作原理的基础上,给出LLC半桥谐振变换器不同工作频率下单周期内各个状态的具体工况,利用基波分析法(FHA)对变换器各个网络进行建模,对其FHA等效电路模型进行增益分析,对Boost-PFC主拓扑的工作原理及其单周期控制原理分析,为下一步研制稳压输出开关电源打下基础。3、根据电源系统规格,对单周期控制的Boost拓扑的PFC电路、LLC半桥谐振变换器以及反激式辅助开关电源进行优化设计,并进行闭环仿真验证。其中设计包括Boost-PFC电路的主电路、控制电路、输入EMI滤波器,LLC半桥谐振变换器的主电路、变压器、控制电路、同步整流电路以及反激式辅助开关电源的变压器、RCD吸收电路、控制回路等部分。4、制作样机并进行测试,验证了所设计的开关电源既能有效改善输入电流波形畸变,提高功率因数,又能实现开关管的零电压导通和同步整流的功能,进一步提高电源效率。

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