高频有源功率因数校正器的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

在交流电路中，电压与电流之间的相角差的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值.功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路的功率因数都小于1。功率因数是电力系统中的一个重要技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损耗。脉冲状的输入电流,含有大量谐波,一方面使谐波噪声水平提高,同时在ac-dc整流电路的输入端必需增加滤波器,既贵,体积大、笨重。而且大量电流谐波分量流入电网,还会造成对电网的谐波“污染”。一方面产生“二次效应”,即电流流过线路阻抗会造成谐波电压降,反过来使电网电压也发生畸变;另一方面,会造成电路发生故障,甚至使变电设备损坏。例如线路和配电变压器过热;谐波电流会引起电网lc谐振,或高次谐波电流流过电网的电容,使之过流、过热而爆等。

由于电力电子器件的飞速发展和大量的应用，电力系统中会出现大量的非线性负荷，这些负荷在正弦波电压下，也会产生各种非正弦波的电流，这种电流在网络中流动，将使电力系统的电压波形畸变，给系统本身和周围的电磁环境带来一系列的危害，对电力系统产生污染、也对通信系统产生干扰，还可引起仪器仪表和保护装置的误测量、误动作，这就是通常所说的“谐波污染”。为抑制高次谐波产生的谐波污染，国际上在1992年立法限制高次谐波，1993年，我国国家技术监督局发布了国家标准gb/t14549-93《电能质量公用电网谐波》。国际电工委员会在98年对谐波标准iec_5_5_52进行了修订，还制定iec61000-3-2标准，由于高次谐波带来的危害与种种弊端，抑制高次谐波已成为现代电力系统急需解决的问题之一。改善功率因数的方法，都是出于同样的原理，即通过补偿网络的输入阻抗，使得输入电流接近正弦波，而实现改善功率因数和抑制高次谐波的目的，具体实现方法有无源滤波法，有源滤波法与有源功率因数改善法等。

设计有源功率因数校正器的目的在于使用在交直电源变换电路中,以消除电力系统的谐波,提高功率因数。

iec建议，apfc的应用领域主要在200w以上的电源设备。电子镇流器的推广，可使照明用电节约20%以上，所以高性能电子镇流器的研究和生产受到了国内外的高度重视。如果电子镇流器电源进线电流的谐波含量大，就会给电网带来污染，电子镇流器的线路功率因数的高低，也会直接影响到电网的利用效率。电子镇流器分为荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器和金属卤化物灯电子镇流器。由于电子镇流器采用了先进的有源功率因数校正技术及电子滤波措施，具有很好的电磁兼容性，降低了镇流器的损耗。电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其基本工作原理是:工频电源经过射频干扰滤波器，全波整流和有源功率因数校正器后，变为直流电源。通过dc/ac变换器，输出的高频交流电源，加到与灯连接的lc串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振电压，加在灯管两端，使灯管放电变成导通状态，再进入发光状态，此时高频电感起到限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的电压和电流，从而提高可靠性。

2. 研究的基本内容与方案

研究（设计）的基本内容:

（1）分析有源功率因数的控制策略，选择合适的控制模式。

（2）对有源功率因数校正器控制回路进行分析与设计。

3. 研究计划与安排

3.6-3.20 完成并上传开题报告内容，格式规范，无错字、别字。

3.21-4.6 根据技术方案，搜索并理解相应理论。

4.7-4.28 根据理论，进行仿真。

4.28-5.4 撰写毕业设计论文目录，需要获得指导老师认可。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘胜利，严仰光，现代高频开关电源实用技术，北京:电子工业出版社，2001.293-344

[2〕张占松，蔡宣三，开关电源的原理与设计，北京:电子工业出版社，1998.186-200

[3]tda16888user'smanual,siemens,2002.

[4]曹建安，裴云庆等，boostpfc电路中开关器件的损耗分析与计算，电工磁能新技术，2002(1).32-340