电压应力较大，同时栅极控制电压浮动。降压升压型变换器。与其它电路不同，降压升压型变换器中含有两个功率，并且至少有个的栅极控制电压浮动，仅适用于以下小功率应用场合。反激变换器。反激变换器中利用变压器隔离，通过变压器主副线圈之比可以对输出电压任意调节，多采用电压控制模式，适用范围为到。按照级联方式分类按照级联方式可分为两级和单级，两者的常见拓扑分别如下图和所示。线网输入电压输出电压负载控制器控制器图常见两级拓扑两级由两个相互独立的变换器级联而成,至少有两套和两套控制电路。前级为变换器，用以实现功能，通常采用工作在连续电流模式下的变换器，其母线电压般在到之间。中间为储能电容，对前后两级变换器瞬时功率的差异进行补偿，由于前级具有功率因数调制功电子科技大学硕士学位论文能，所以不管中间级的储能电容多大，直流母线电压均存在二倍工频纹波。后级为变换器，用以获得稳定的输出电压，加快对输出电压的响应速度，通常采用隔离的整体仿真方案的功能验证方案的性能验证第六章总结致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果第章绪论第章绪论当今社会，不断扩大的能源缺口已经成为人类进步发展的大限制，方面传统的化石能源已经越来越难满足放大器的电路实现电流环跨导放大器的仿真结果非线性区的电路实现和仿真结果非线性模块的电路实现非线性模块的仿真结果第五章芯片环路及整体电路仿真方案电流环和电压环仿真仿真条件电流环仿真结果电压环仿真结果方案芯片的非线性区建模芯片非线性区设计参数推导第四章主要模块电路实现与仿真电压环跨导放大器的电路实现和仿真电压环跨导放大器的电路实现电压环跨导放大器的仿真结果电流环跨导放大器的电路实现与仿真电流环跨导片的整体设计参数芯片的整体拓扑选择芯片的外围设计参数选择芯片的电流环建模及设计芯片电流环建模芯片电流环设计参数推导芯片的电压环建模及设计芯片电压环建模芯片电压环设计参数推导芯片的非线性区建模及设计目录控制策略简介单周期控制策略的基本原理单周期控制策略的主要优点单周期控制有源技术单周期控制基本原理单周期控制实现方式第三章单周期环路建模及设计芯片的设计要求及拓扑选择芯校正的意义技术的发展及国内外现状论文主要内容及章节安排第二章单周期原理及分类有源技术的原理及主要分类按照拓扑结构分类按照级联方式分类按照电感电流波形分类按照电流环工作方式分类单周期目录目录第章绪论功率因数的定义开关电源中谐波电流的产生及危害功率因数目录目录第章绪论功率因数的定义开关电源中谐波电流的产生及危害功率因数校正的意义技术的发展及国内外现状论文主要内容及章节安排第二章单周期原理及分类有源技术的原理及主要分类按照拓扑结构分类按照级联方式分类按照电感电流波形分类按照电流环工作方式分类单周期控制策略简介单周期控制策略的基本原理单周期控制策略的主要优点单周期控制有源技术单周期控制基本原理单周期控制实现方式第三章单周期环路建模及设计芯片的设计要求及拓扑选择芯片的整体设计参数芯片的整体拓扑选择芯片的外围设计参数选择芯片的电流环建模及设计芯片电流环建模芯片电流环设计参数推导芯片的电压环建模及设计芯片电压环建模芯片电压环设计参数推导芯片的非线性区建模及设计目录芯片的非线性区建模芯片非线性区设计参数推导第四章主要模块电路实现与仿真电压环跨导放大器的电路实现和仿真电压环跨导放大器的电路实现电压环跨导放大器的仿真结果电流环跨导放大器的电路实现与仿真电流环跨导放大器的电路实现电流环跨导放大器的仿真结果非线性区的电路实现和仿真结果非线性模块的电路实现非线性模块的仿真结果第五章芯片环路及整体电路仿真方案电流环和电压环仿真仿真条件电流环仿真结果电压环仿真结果方案的整体仿真方案的功能验证方案的性能验证第六章总结致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果第章绪论第章绪论当今社会，不断扩大的能源缺口已经成为人类进步发展的大限制，方面传统的化石能源已经越来越难满足对能源的需求，面临日渐枯竭的窘境另方面化石能源的过度使用带来的环境问题也越来越显著。而大多数新能源，如太阳能风能水能潮汐能等，都需转化为电能，并通过电力电子设备的处理，才能真正走进千家万户。当今社会，各个科技行业的发展日新月异，而这离不开电力电子及其相关技术的飞速发展。在电子信息移动通信航空航天勘探测绘等等诸多行业中，各种相关电子设备的应用越来越广泛。作为各种电子设备的基础和稳定性的保障，功率电子的发展，也得到了极大的促进。而因其具有小体积低功耗高功率密度等优点，开关电源逐渐成为低功率电源领域的主导。但是作为种非线性系统，电力电子装置将使电力系统的电压电流波形不可避免地产生畸变，使电网侧输入变换器。其拓扑如图所示图按照拓扑结构的不同有源的分类升压型变换器拓扑降压型变换器拓扑降压升型变换器拓扑反激变换器拓扑其各自具有不同的特点和适用范围，如下所示第二章单周期原理及分类升压型变换器。升压型变换器的输出电压比输入峰值电压更高。与其它拓扑相比，只需较小的输出电流，就可以得到相同的输出功率，因此可以使用容量更小的储能电容。降压型变换器。降压型变换器的输出电压比输入峰值电压低。该拓扑噪声较大，电压应力较大，同时栅极控制电压浮动。降压升压型变换器。与其它电路不同，降压升压型变换器中含有两个功率，并且至少有个的栅极控制电压浮动，仅适用于以下小功率应用场合。反激变换器。反激变换器中利用变压器隔离，通过变压器主副线圈之比可以对输出电压任意调节，多采用电压控制模式，适用范围为到。按照级联方式分类按照级联方式可分为两级和单级，两者的常见拓扑分别如下图和所示。线网输入电压输出电压负载控制器控制器图常见两级拓扑两级由两个相互独立的变换器级联而成,至少有两套和两套控制电路。前级为变换器，用以实现功能，通常采用工作在连续电流模式下的变换器，其母线电压般在到之间。中间为储能电容，对前后两级变换器瞬时功率的差异进行补偿，由于前级具有功率因数调制功电子科技大学硕士学位论文能，所以不管中间级的储能电容多大，直流母线电压均存在二倍工频纹波。后级为变换器，用以获得稳定的输出电压，加快对输出电压的响应速度，通常采用隔离式变换器来实现。单级级线网输入电压输出电压负载控制器图常见单级拓扑而单级变换器将级与级合二为，只有套和控制电路。所以单级必然拥有更简单的电路结构更小的体积和更低的成本。但是两级具有更高的值更低的值更快的动态响应速度更稳定的输出电压和更好的可调节性，因此具有更广的适用范围。按照电感电流波形分类按照电感电流的波形分类，可以分为断续电流模式，临界模式，连续电流模式。工作在模式下的芯片，其电感电流呈现高频三角波，在电感电流降为零之后，存在段死区时间。其电感电流的峰值大于平均电流的两倍。与其它模式相比，在同样的平均电流下，其峰值电感电流更高。因而需要选用具有更大电流容量的和二极管，也只适用于较低功率的场合。第二章单周期原理及分类图断续模式电感电流工作在模式下的芯片，其电感电流同样是高频三角波，但是仅存在电流为零的间隙点，因此其电感电流的峰值恰好等于平均电流的两倍，因此可以使用电流容量较小的功率元器件。而且，电路结构简单，易于实现，在以下，尤其是到之间功率的场合比较适用。但是需要注意的是，其开关频率并不固定，在输入侧线电压按正弦规律由零增加到峰值的过程中，开关频率逐渐上升，从而增加了滤波器的设计难度。图临界模式电感电流工作在模式下的芯片，其电感电流的包络呈现正弦特性，包络上存在高频三角纹波，但是电感电流不会降低到零。其最大峰值电流将远小于平均输入电流的两倍，因此适用的功率更高，适用范围从直到，同时可电子科技大学硕士学位论文采用电流容量更低的功率元器件由于电流纹波较小，滤波器也相对更易实现通常采用固定频率平均电流模式控制，在附近功率下应用时，可以将控制在之内，几乎将值做到。但是与其它两种工作模式相比，工作在模式的控制芯片，需要更加复杂的控制电路和引脚。图连续模式电感电流按照电流环工作方式分类按照电流环的工作方式，可以分为平均电流模式峰值电流模式和滞后电流控制模式。电感电流平均电感电流图平均模式电感电流工作在平均电流模式的，将采样到的峰值电感电流信号转换为平均值之后再与电压环产生的控制信号进行比较，从而达到调整电流波形的目的。该模式第二章单周期原理及分类多用于固定开关频率模式的控制芯片，对噪声不敏感，滤波器较易优化。在到的功率范围内，使用该控制模式可以将值控制在以上，也将小于。虽然相对于其它模式，平均电流模式的控制电路比较复杂，相应的成本也较高，但是由于其良好的使用效果，任然成为了种使用较多的控制模式。平均电感电流图峰值模式电感电流工作在峰值电流模式的，直接将采样到的峰值电感电流信号与电压环产生的控制信号进行比较，达到调整电流波形的目的。该模式控制电路比较简单，较易实现，但是其效果远低于平均电流控制模式。更加关键的点是，峰值电流模式对电感电流上的扰动非常敏感，尤其是当占空比大于时，甚至会发生开环振荡现象，必须进行斜坡补偿。平均电感电流电感电流下限电感电流上限电感电流图滞后模式电感电流电子科技大学硕士学位论文工作在滞后电流模式的，所检测的输入电压经分压后，产生电感电流的阈值上限和阈值下限，当电感电流达到阈值上限之后，功率关断，电感电流开始下降，达到阈值下限之后，功率开启，电感电流开始上升。该控制方案将电流控制与信号产生合为体，电路结构简单，但是工作频率可变，对开关噪声比较敏感，滤波器的设计比较困难。根据分类方法的不同，还有些其它的分类，在此不再介绍。单周期控制策略简介开关电源是种脉冲型的非线性系统，而对于非线性系统来说，没有标准的建模和控制方式。在单周期控制策略提出之前，大多数的控制方案，都是先对控制方程进行线性化近似，之后根据近似结果，采取种线性的反馈技术，这种控制方式极大的限制了开关电源的能力。自从单周期控制策略提出