【摘 要】
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开关电源常由包含前级PFC电路和后级DC-DC电路的两级型AC-DC变换器组成。在前级PFC电路中,Boost拓扑结构的PFC电路因其精简的结构和易于获得高效率等优点成为应用最成熟的PFC设计方案。但由于Boost电路中整流桥的存在,其性能因硬件限制而趋于极限。通信行业的快速发展对通信电源的性能提出了更高的要求,无桥PFC技术因减少了电路中功率器件数量而使得电路整体效率有进一步提升,逐步取代了传统
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开关电源常由包含前级PFC电路和后级DC-DC电路的两级型AC-DC变换器组成。在前级PFC电路中,Boost拓扑结构的PFC电路因其精简的结构和易于获得高效率等优点成为应用最成熟的PFC设计方案。但由于Boost电路中整流桥的存在,其性能因硬件限制而趋于极限。通信行业的快速发展对通信电源的性能提出了更高的要求,无桥PFC技术因减少了电路中功率器件数量而使得电路整体效率有进一步提升,逐步取代了传统有桥PFC。其中图腾柱无桥PFC中所需的功率器件减少到仅一个电感及2个MOSFET管和2个慢恢复二极管,电路正常工作时具有极小的导通损耗。而新型宽禁带GaN器件的诞生,为图腾柱PFC在大电流CCM模式下的安全工作提供了可靠的硬件基础。这使得图腾柱无桥PFC应用到实际工业生产中成为了可能。图腾柱PFC也因此也由边缘化的拓扑结构一跃变成新的研究热点。本文的主要研究内容包括分析图腾柱无桥PFC的工作原理和设计难点;计算电路中主要功率器件的参数,并进行器件选型;对CCM模式下的双环控制系统进行环路分析,通过Z变换由环路复频域模型得到离散域模型,由此计算出离散域中的双环传递函数和差分方程,实现电流环电压环的全数字控制。最后按计算分析得出的结论设计出一台图腾柱无桥PFC实验样机,通过实验结果对设计方案可行性进行验证。
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