电流型全桥单级APFC变换器及其关键技术
作者： 孟涛 著
出版时间： 2017年版
内容简介
本书以电流型全桥单级APFC变换器的研究为主要内容，在介绍其基本工作原理的基础上，主要围绕该类变换器存在各种关键问题（上述问题①~④）的产生机理与解决方法进行深入的研究。第1章对电流型全桥单级APFC技术的研究意义与研究现状进行综述。第2章主要介绍单相、三相电流型全桥单级APFC变换器的拓扑结构与基本工作原理。第3~5章主要针对电流型全桥单级APFC变换器的电压尖峰抑制问题进行分析。第6章对该类APFC变换器的起动问题进行分析与研究。第7章研究该类单相APFC变换器变压器的偏磁机理与抑制方法。第8章研究一种基于辅助环节的该类单相APFC变换器的输出电压纹波抑制方法。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 APFC技术的分类 2
1.2.1 APFC技术的分类方式 2
1.2.2 两级APFC与单级APFC 3
1.3 典型的单级APFC变换器拓扑 4
1.3.1 单相单级APFC变换器拓扑 4
1.3.2 三相单级APFC变换器拓扑 7
1.4 电流型全桥Boost拓扑的研究概况 11
1.4.1 电流型全桥Boost拓扑及其特点 11
1.4.2 电流型全桥Boost拓扑存在的问题及其解决方法 12
1.5 本书内容概述 16
第2章 电流型全桥单级APFC变换器拓扑结构与工作原理 18
2.1 引言 18
2.2 单相电流型全桥单级APFC变换器 18
2.2.1 变换器拓扑结构与基本工作原理 18
2.2.2 DCM时的工作原理 19
2.2.3 CCM时的工作原理 22
2.3 三相电流型全桥单级APFC变换器 24
2.3.1 变换器拓扑结构与基本工作原理 24
2.3.2 功率因数校正机理与电流断续条件 25
2.3.3 输入电流的谐波分析与抑制策略 30
2.3.4 仿真与实验验证 34
2.4 本章小结 38
第3章 变压器原边电压尖峰的产生机理及其箝位方法 39
3.1 引言 39
3.2 变压器原边电压尖峰的产生机理 39
3.2.1 电压尖峰产生机理分析 39
3.2.2 仿真与实验验证 41
3.3 变压器原边电压尖峰的有源箝位方法 43
3.3.1 电路结构与工作原理 43
3.3.2 软开关设计与实现 49
3.3.3 实验验证 51
3.4 变压器原边电压尖峰的无源箝位方法 52
3.4.1 电路结构与工作原理 52
3.4.2 电压尖峰抑制能力分析 56
3.4.3 实验验证 59
3.5 本章小结 61
第4章 基于无源缓冲方式的电压尖峰抑制方法 62
4.1 引言 62
4.2 单LC谐振无源缓冲的电压尖峰抑制方法 62
4.2.1 电路结构与工作原理 62
4.2.2 缓冲电路的参数分析与设计 71
4.2.3 实验验证 73
4.3 双LC谐振无源缓冲的电压尖峰抑制方法 75
4.3.1 电路结构与工作原理 75
4.3.2 缓冲电路的参数分析与设计 80
4.3.3 实验验证 82
4.4 改进型单LC谐振无源缓冲的电压尖峰抑制方法 84
4.4.1 电路结构与工作原理 84
4.4.2 缓冲电路参数的对比分析与设计 92
4.4.3 实验验证 95
4.5 本章小结 100
第5章 基于磁集成无源辅助环节的电压尖峰抑制方法 101
5.1 引言 101
5.2 基于耦合电感的双LC谐振无源缓冲电路 101
5.2.1 电路结构与工作原理 101
5.2.2 耦合电感的作用机理与设计要素 106
5.2.3 实验验证 110
5.3 基于耦合电感的多级无源箝位电路 113
5.3.1 电路结构与工作原理 113
5.3.2 多电感耦合的作用机理与设计要素 119
5.3.3 箝位电路级数的影响机制分析 123
5.3.4 实验验证 126
5.4 基于变压器集成的反激式无源辅助环节 128
5.4.1 电路结构与工作原理 128
5.4.2 反激式集成变压器的作用机理与结构设计 134
5.4.3 辅助环节的参数分析与设计 136
5.4.4 实验验证 139
5.5 本章小结 142
第6章 APFC变换器的起动方法 143
6.1 引言 143
6.2 变换器的起动过程 143
6.2.1 变换器的起动过程分析 143
6.2.2 变换器恒占空比起动的仿真与实验结果 146
6.3 变换器的有损起动方法 147
6.3.1 变换器的有损起动方法分析 147
6.3.2 变换器有损起动方法的仿真与实验结果 148
6.4 基于Buck模式的单相APFC变换器起动方法 150
6.4.1 基于Buck模式起动的工作机理 150
6.4.2 输入过流抑制能力分析 157
6.4.3 起动参数分析 162
6.4.4 仿真与实验验证 165
6.5 基于Flyback模式的单相APFC变换器起动方法 168
6.5.1 起动方法的基本原理 168
6.5.2 起动过程分析 170
6.5.3 关键参数分析与设计 173
6.5.4 实验验证 175
6.6 基于Flyback模式的三相APFC变换器起动方法 177
6.6.1 起动方法的基本原理 177
6.6.2 工作过程分析 178
6.6.3 关键参数分析与设计 182
6.6.4 实验验证 186
6.7 本章小结 188
第7章 单相APFC变换器变压器偏磁机理及其抑制方法 189
7.1 引言 189
7.2 变压器偏磁机理分析 189
7.2.1 传统全桥电路的偏磁机理 189
7.2.2 单相电流型全桥单级APFC变换器变压器偏磁机理分析 190
7.3 基于死区调节的变压器偏磁抑制方法 192
7.3.1 变压器偏磁抑制的基本原理 192
7.3.2 变压器偏磁抑制工作机理分析 195
7.3.3 其他因素导致的变压器偏磁抑制能力分析 197
7.4 实现方案及关键参数分析 200
7.4.1 积分复位电路设计 200
7.4.2 死区影响分析 201
7.5 实验验证 203
7.6 本章小结 205
第8章 基于辅助环节的单相APFC变换器输出电压纹波抑制策略 207
8.1 引言 207
8.2 单相电流型全桥单级APFC变换器输出电压纹波的影响因素分析 207
8.3 基于反激式辅助环节的单相APFC变换器 209
8.3.1 电路结构 209
8.3.2 主电路工作原理 210
8.3.3 辅助环节工作原理 214
8.4 基于反激式辅助环节的输出电压纹波抑制策略 215
8.4.1 纹波抑制原理 215
8.4.2 补偿电流设计 217
8.5 辅助环节功率分析 219
8.5.1 箝位电容输入功率 219
8.5.2 辅助环节输出功率 220
8.5.3 箝位电容影响规律分析 224
8.6 实验验证 225
8.6.1 辅助环节控制方案 225
8.6.2 实验结果分析 226
8.7 本章小结 230
参考文献 231
