一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计

一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计

一、一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计(论文文献综述)

刘健[1](2021)在《开关变换器的数字控制及提高信噪比研究》文中提出开关变换器是工作在高频状态下的功率转换装置,因具有高效率、高功率密度的优点而被广泛应用,有模拟和数字控制方式,相对于模拟控制方式,数字控制以其优越的管理和监控性能,可以提升系统的灵活性。但是数字控制需要外围辅助电路的配合,辅助电路中的噪声干扰是数字控制不可忽略的问题,它会极大影响数字控制的精度。本文开关变换器的数字控制及提高信噪比研究以图腾柱无桥PFC为载体,对数字控制和信号调理技术展开深入的研究。通过对具有代表性的传统有桥PFC和四种无桥PFC的共模干扰,元器件数量比较和详细分析后,选择优势明显的双向型图腾柱无桥PFC拓扑进行研究,分析了该拓扑工作时的模态,为该拓扑的数字控制做铺垫。双向型图腾柱无桥PFC拓扑常用CCM,CRM,DCM三种控制方式,且在电流临界模式下动态性能好,一定条件下可以实现谷底开关,降低开关损耗,但该控制策略下解决电感电流过零点的问题,分析了三种常见电流过零检测方式,选用了一种电流过零信号检测获取电路,该信号同时作为数字控制PWM调制波的起始触发信号,控制高频管的开启时序。通过分析临界导通模式的图腾柱无桥PFC电路模态,引入平均电流注入法建立了CRM模式下的小信号模型,使用MATLAB/Sisotool工具箱对电压环补偿器进行设计,保证系统稳定性。根据DSP28035的数字控制特点,设计了对外围辅助电路,并实现了对高频管的变频控制,采样频率、采样点和控制时序的选取。针对数字控制外围辅助电路的噪声,先局部计算电流采样电路的直流误差和交流噪声值,用Pspice软件仿真验证了噪声计算的正确性,并设计了补偿电路抑制噪声,达到了较好的噪声抑制效果;然后采用拟合系统误差曲线的方法,通过软件对误差整体校正;最后分析数字芯片的处理误差并给出减少误差的参考方法,实现开关变换器控制信号的信噪比提高。最后通过试验进行验证。研制了一台300W的图腾柱无桥PFC样机,通过对样机输入输出特性、关键工作状态、系统效率点进行测试,得到的波形和实验数据均在理论设计范围内,证明了理论设计的正确性。

杨冲[2](2021)在《基于图腾柱PFC的两级式AC/DC变换器研究》文中研究表明随着社会的日益进步以及国民经济的发展,环境污染和能源紧张等问题日益突出。为了应对环境保护和能源节约的双重挑战,电动汽车作为一种清洁高效的出行方式受到了越来越多的青睐。随着电动汽车的普及以及深入化布局,快速轻巧便捷的车载充电器亟待配套。因此,针对车载充电器的两级式AC/DC拓扑研究具有重要的学术价值和经济前景。本文以前级图腾柱PFC变换和后级LLC隔离的两级式AC/DC变换器为研究对象。确定了两级式AC/DC变换器的电路拓扑、调制策略以及实现方案。介绍了传统的变频恒导通时间控制下的图腾柱PFC电路工作原理,分析了其存在的电流失真和非全范围ZVS(Zero-voltage switching,零电压开 关)问题。阐述了变频变导通时间与实现开关管全范围 ZVS 并留有时间裕量的控制方法,指出这种控制方法解决了传统方法存在的电流失真和非全范围ZVS的问题。设计了电感器、功率器件等主要元件参数以及电感电流过零点检测电路,计算了所选器件的开关损耗、导通损耗、磁芯损耗等以及变换器效率。分析了后级LLC电路的定频开环控制,从数学和电路的角度研究了谐振腔的电路特性以及工作点的选取,并对系统中的关键元器件如变压器、开关管进行了选型设计。利用仿真软件分别搭建了电流型和电压型控制的前级变换器仿真模型,验证了全范围ZVS控制与功率因数校正是可行的。搭建了开环控制的后级变换器仿真模型,验证了原边ZVS和副边ZCS(Zero-current switching,零电流开关)的有效性。搭建了基于模拟芯片实现CRM恒导通时间控制的PFC实验平台,实现了功率因数校正和ZV8调制。设计并搭建了基于DSP的数字控制实验平台,分别测试了高频驱动、电流过零点检测、电压采样等硬件电路,编写了相应软件代码,完成了部分电路实验。

曹裕捷[3](2021)在《适用于电动汽车车载电源的高效率充电机拓扑及控制策略研究》文中研究表明随着电动汽车的广泛应用,如何高效安全地给动力电池充电成为了一个重要问题。其中,通过车载充电机(On-board Charger,OBC)进行充电的方式由于其方便、高功率密度的特点受到了广泛关注。两级式OBC拓扑结构由前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器构成。为了实现中大功率高效充电,前级AC/DC变换器可采用单相三电平拓扑,实现功率因数校正和直流链路电压调节功能;后级DC/DC变换器宜采用LLC谐振拓扑提高效率,调节充电模式。对前后级拓扑的优化调制和控制策略的研究具有重要意义。本文以中大功率两级式OBC为研究对象,分别对前级单相三电平变换器和后级LLC变换器的控制策略进行研究,以提高整体充电性能。主要包括:临界导通模式下单相三电平变换器变开关频率调制,单相三电平变换器效率优化控制,LLC变换器暂态优化控制。首先,研究了单相三电平变换器效率优化控制策略。单相三电平变换器采用传统恒定导通时间控制策略时,系统开关频率变化范围较宽,开关管的开关次数增加,降低了变换器效率。根据单相三电平变换器的九种开关状态,提出一种优化的开关顺序控制策略,减缓一个开关周期内电感电流的下降速率,减小每个开关器件的平均开关频率和平均开关次数,因而减小开关器件的开关损耗,提高系统效率。仿真结果表明在这种控制策略下,三电平变换器在满足交流侧电流谐波标准的同时,在全负载范围内平均效率提高了 1.2%。其次,设计了后级LLC变换器的系统参数。基于LLC变换器基本工作原理,分析了过谐振、欠谐振和完全谐振时的等效电路,通过基波分析法建立LLC变换器的直流电压增益模型。首先确定变压器变比、电压增益范围;然后根据系统不进入容性区域为边界条件,得到谐振电感、励磁电感、谐振电容参数,并设计了谐振电感和励磁电感的磁性元件;最后建立120W仿真及硬件平台,验证本文所设计的参数满足应用需求。最后,研究了后级LLC变换器的软启动优化控制策略。针对LLC变换器的软启动过程,在时域内通过数值模型将一个开关周期内的软启动过程分成四个模态。分析在启动中要实现软开关的临界条件,通过迭代得到每个模态的持续时间,从而确定初始启动频率与初始占空比。通过理论计算结果、仿真结果以及实验结果的对比,本文研究的基于数值模型的LLC变换器软启动策略可以减小电流过冲,同时保证变换器在整个软启动过程中不丢失软开关特性。

李朵[4](2021)在《基于反激电路的单级AC/DC LED驱动器的研究》文中研究表明

王振南[5](2021)在《含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器研究》文中研究指明高效可靠的电源系统是数据中心稳定运行的关键,AC/DC变换器是数据中心电源的重要组成部分。传统的AC/DC变换器由功率因数校正电路与DC/DC电路两级结构组成,且通常采取大容量电解电容作为吸收交流电源固有二倍频功率纹波的储能电容。但是这会影响AC/DC变换器整体的寿命和可靠性。单级AC/DC变换器又被称为单级PFC变换器,具有结构简单的优势,近年来引起学术界广泛关注。因此无电解电容单级PFC变换器成为了研究的热点。本文提出了一种含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器。PFC变换器中的可控整流电路可以控制一个开关周期内从储能电容流向负载侧的能量,从而实现功率解耦。与其他实现功率解耦的方案相比,该方案不引入额外的无源器件且控制方法简单。首先文中对含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的结构与工作原理进行了介绍,分析了变换器的工作模态,并给出了变换器中所有功率器件的参数设计;然后介绍了单级PFC变换器的控制方法并给出了具体的DSP程序设计方案;另外文中还对实现变换器控制采用的输入电压方向检测电路、电压采样电路、MOSFET驱动电路和电压保护电路进行了设计。最后通过MATLAB/Simulink和PLECS联合仿真证明了单级PFC变换器和控制方法的有效性,并且搭建了280W单级PFC变换器的实验样机,验证了本文提出的新型单级PFC变换器能够降低变换器所需储能电容的容量,进而利用可靠性更高、寿命更长的陶瓷电容代替原有的大容量电解电容。

史琦[6](2021)在《一种基于GaN器件的AC-DC变换器设计》文中指出功率开关管性能的优劣对电力变换系统的各项性能指标有着重要影响。作为宽禁带半导体器件之一的氮化镓功率器件,具有更小的寄生参数和导通电阻。有望替换传统Si基MOSFET,使得电力变换系统朝着高工作频率、高转换效率、高功率密度、低成本的方向不断发展。本文设计了一种包含氮化镓功率器件的高性能AC-DC模块,发现并解决GaN器件应用在功率系统中的问题。结合变换器设计指标,选用前级降压PFC和后级降压DC-DC级联的方案实现整流器。研究内容如下:(1)针对电磁兼容对谐波频率的限制和变换器功率因数的要求,分别确定合适范围的工作频率和输出电压;选用合适的功率因数校正芯片,搭建控制环路,对模块输入电压、滤波电感电流、输出电压进行采样,降低输入电流的谐波含量,提高功率因数;考虑各个元件在系统中的作用,从电压电流应力的角度进行元器件选型,并分析各元器件产生的功耗。(2)搭建基于恒定导通谷值电流控制的Buck DC-DC,对功率回路中的元件进行选型,并分析各元器件产生的功耗;针对GaN器件阈值电压低、栅源电压安全裕量小等特点,搭建半桥自举驱动电路,并分析寄生参数对GaN器件驱动特性和系统性能的影响,优化PCB布局;为确保系统工作可靠性,设置死区环节,并采用下管反并联肖特基二极管的方法降低死区损耗。设计工作完成后,进行印制板电路设计,对实验样机进行测试。最终实现一款输入电压范围为100Vac-240Vac,输出功率100W,效率大于90%,功率因数大于0.9的高性能AC-DC变换器。

黄健[7](2020)在《基于电流母线的多路输出LED驱动电源研究》文中研究指明相较于传统照明光源,可发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有高效、节能、寿命长、色彩丰富、易于调光、安全性高、无污染等突出优势,是一种公认的新型绿色固态照明光源,近年来已经获得了快速发展和巨大的市场应用。LED驱动电源作为LED照明系统的关键环节之一,对其整体性能和可靠性起着重要作用,因此非常有必要对LED驱动电源持续开展相关研究。功率因数校正、输入输出电气隔离和多路输出电流控制是工频交流输入LED驱动电源最核心的功能需求。本论文以此为出发点,提出一种直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑架构,再结合单级功率因数校正技术,对基于电流母线的AC-DC多路输出LED驱动电源进行研究。本论文主要研究内容及取得的创新成果如下所示:(1)提出了基本非隔离DC/DC变换器和非隔离直流母线型分布式电源系统的拓扑构建理论与方法。从基本非隔离DC/DC变换器拓扑结构功能分解入手,结合基本电路理论,推导出四类基本非隔离DC/DC变换器拓扑,形成了电压型功能单元和电流型功能单元交替级联的拓扑构建方法;基于上述思路,论文进一步研究了基本非隔离直流电压/电流母线型分布式电源系统的拓扑构建理论与方法,为构建出直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑架构提供了理论支撑和依据。(2)构建出了一种适用于多路输出LED驱动电源的直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑架构。结合多路LED恒流驱动应用背景,论文对其进行了拓扑简化,并以三路输出为例,详细探讨了输出电流的两种控制方法,即输出电流同步控制和独立控制。针对这两种具体的电流控制方式,分别完成了理论分析、参数设计和相关实验研究。实验结果证明了简化后的直流电流母线型分布式多路输出单元及其输出电流控制方法的正确性和有效性。(3)推导出了一类基于电流母线的AC-DC分布式多路输出LED驱动电源拓扑。1)论文将Buck-Boost+Flyback单级隔离型功率因数校正电路与简化后的直流电流母线型分布式多路输出单元相结合,首先得到一种工频交流输入的两级结构AC-DC直流电流母线型多路输出LED驱动电源拓扑。以三路输出电流独立控制为例,完成了理论分析、参数设计和相关实验研究,实现了论文所提直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑架构在工频交流输入LED驱动电源中的应用。2)针对Flyback变压器体积大、副边整流二极管电压应力高的问题,论文提出将Flyback变压器副边整流二极管用一个倍压整流单元进行替换,进而得到一种带倍压整流单元的两级结构AC-DC直流电流母线型多路输出LED驱动电源拓扑。通过理论分析、参数设计和相关实验研究,证明了论文所提拓扑结构改进方法的有效性,隔离变压器体积减小到原来的三分之一,同时副边倍压整流单元中二极管电压应力减小到原来的四分之一。3)针对上述两级结构变换效率偏低、元器件数目多、直流母线电感体积大等问题,论文从功能等效的角度出发,对带倍压整流单元的两级结构LED驱动电源拓扑实现了进一步的简化,得到一种单级串联型多路输出LED驱动电源拓扑。通过理论分析、参数设计和相关实验研究,证明了该单级串联型多路输出LED驱动电源能够稳定工作,论文所提独立闭环控制策略能够保证多路输出电流实现完全独立控制,其具有输入功率因数高、隔离变压器体积小、直流母线电流不需要单独控制等特点,变换效率较两级结构提高了约3%。(4)提出了一种适用于单级单相变换器的定量分析与设计方法。论文中推导出的三种基于电流母线的AC-DC分布式多路输出LED驱动电源拓扑既具有内在联系,又具有明显的工作模态差异。论文基于相同的设计思路和流程,完成了它们的电路参数定量设计,实验结果证明了该参数设计方法的正确性和有效性。上述定量设计方法同样适用于其他类型的单级单相变换器,具有一定的普适性。

李广地[8](2020)在《交错并联PFC与谐振式软开关高频隔离型变换器组合拓扑研究》文中研究指明在诸如网络通信电源、电动汽车充电器等诸多应用场合,从安全与可靠性等角度考虑,要求离线供电或高压和低压不能共地,变压器可以方便安全方便地提供原边与副边的安全隔离。根据变压器工作运行的频率可以分为工频变压器和高频变压器,工频变压器的输入电压为50/60Hz的交流电压,高频变压器的输入电压为高频脉冲电压,主要用于高频开关电源中;变压器、电感等磁元件的体积会随着频率的上升而减小,因此在同等功率条件下工频变压器的体积要远远大于高频变压器。在对体积、重量、功率密度等要求较为严格的应用场合中,采用高频变压器的高频隔离型变换器更有优势。首先,本文第二章对谐振式DC-DC变换器和移相全桥DC-DC变换器两种常用的高频隔离型DC-DC变换器进行了研究和分析,提出一种基于谐振变换器和移相全桥变换器的混合调制型双路输出变换器拓扑结构,提出的变换器可以通过一个变换器的电路结构即可以实现双路输出,电路中由于谐振腔的存在可以实现软开关,两路输出电压之间通过不同的调制量进行调节,可以实现两路输出电压之间互不影响。其次,本文第三章详细研究分析了前级为交错并联图腾柱式无桥功率因数校正电路和后级为LLC谐振电路的高频隔离型两级式AC-DC变换器;推导了运行在交错并联模式下的功率因数校正电路的输入电流纹波,理论分析表明交错并联的运行方式可以减小输入电流的纹波,同时输入电流的纹波频率提高一倍,可以有效减小输入电流的高频谐波含量;对于后级的LLC谐振电路,常见的分析方法多为忽略高次谐波,只考虑基波的基波分析法(Fundamental Harmonic Approximation,FHA),因此通过该方法推导得到的电路电压增益与实际值存在一定的误差,且在远离谐振频率点误差存在增大的趋势;本文通过对时域下LLC谐振电路的微分方程求解得到了LLC谐振电路的精确解,同时利用该方法推导得到LLC谐振电路的谐振电流的时域波形;通过对比分析,该方法相对FHA方法具有更高的精确度。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台及实验原理样机对本章提出的相关分析方法进行仿真与实验验证,仿真结果和实验结果均与理论分析的结果一致,证明了理论分析的正确性。再次,本文第四章提出了一种单相交错并联谐振式软开关高频隔离型单级式AC-DC电路拓扑结构,相对于第二章研究的高频隔离型两级式AC-DC变换器,本章提出的单相交错并联式谐振式软开关高频隔离型单级式AC-DC变换器中谐振腔的高频脉冲输入电压直接来自于交错并联运行的功率因数校正电路,只需要通过一级功率电路的变换即可以实现功率因数校正和输出高频隔离型直流电压。该单级式AC-DC变换器的原边开关管可以实现零电压软开通(Zero Voltage Switching on,ZVS),副边的二极管可以实现零电流软关断(Zero Current Switching off,ZCS);相对于传统的高频隔离型两级式AC-DC变换器,该单级式AC-DC变换器可以减小功率半导体器件的使用数量,所有的功率半导体均可实现软开关,因此可以提升变换器的效率、降低变换器的成本。第四章分析了提出的高频隔离型单级式AC-DC变换器的控制方式、换流过程与工作模态;在对谐振腔的分析中,首先分析了LLC谐振腔的频率响应,表明谐振腔具有高通滤波器的功能:即可以抑制谐振腔的输入电压中的工频分量,使高频分量通过变压器传递到副边;在时域下,提出了基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)策略下的LLC谐振腔的分析法,理论分析计算了中间直流母线电容与开关管的电压应力。通过MATLAB/Simulink仿真与原理实验样机进行了仿真验证与实验验证,仿真结果与实验结果均与理论分析的结果一致,验证了本章提出的高频隔离型单级式AC-DC变换器的可行性与理论分析的正确性。与第三章的高频隔离型两级式AC-DC变换器的效率进行了对比分析,本章提出的单级式AC-DC变换器的效率要高于两级式变换器。最后,本文第五章提出了一种三相交错并联谐振式软开干高频隔离型单级式AC-DC变换器拓扑结构,相对于传统的三相高频隔离型两级式AC-DC变换器,第五章中提出的三相交错并联谐振型高频隔离型单级式AC-DC变换器的谐振腔的高频脉冲输入电压直接来自于三相整流器,只需要通过一级功率电路的变换就可以实现三相功率因数校正和输出高频隔离型直流电压。本章提出的三相谐振型高频隔离型单级式AC-DC变换器具有三个谐振腔并联运行可以减小谐振电流,变压器的原边开关管可以实现零电压软开通,副边的二极管可以实现零电流软关断。采用与第四章同样的分析法,首先分析了谐振腔的频率响应特性,LLC谐振腔具有高通滤波器的特性,即可以抑制谐振腔的输入电压中的工频分量,使高频分量通过变压器传递到副边;在时域下,提出了基于正弦脉宽调制策略(Sine Pulse Width Modulation,SPWM)下的LLC谐振腔的分析法,理论计算得到中间直流母线电容与开关管上的电压应力。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与原理样机进行了仿真与实验验证,仿真结果、实验结果均与理论分析的结果相一致,验证了本章提出的三相谐振型高频隔离型单级式AC-DC变换器的可行性与理论分析的正确性。综上,本文的主要研究工作是在谐振软开关式高频隔离型变换器的拓扑结构与分析上进行研究,首先对包括谐振变换器和移相全桥电路两种类型的高频隔离型DC-DC变换器进行研究,提出了一种混合调制的双路输出变换器拓扑结构;其次,提出了一种谐振软开关式单级式AC-DC变换器拓扑结构,对交错并联的输入电流纹波进行了具体的分析与推导,分析了LLC谐振腔的基波分析法、对LLC谐振腔的微分方程求解的时域分析法。最后,通过仿真与实验验证了提出的电路的可行性和理论分析的正确性。

朱强[9](2020)在《宽范围蓄电池充放电系统变换器设计》文中研究指明为了缓解能源危机,有机结合集中式和分布式发电系统,微电网的研究与应用成为了热点,在实现电网与蓄电池能源交互的过程,双向变换器起到了关键性作用。蓄电池充放电系统,需要具备能量双向流动的功能,实现电压宽范围输入、宽范围输出,设计上存在较大难度。本课题围绕宽范围双向变换器展开,设计一台2.7k W用于蓄电池充放电的宽范围双向AC/DC变换器。依据本次双向变换器的设计需求,进行系统整体方案设计,选择全桥型双向AC/DC与CLLC型双向DC/DC进行级联,通过直流母线进行能量交互,实现整流变换与直流变换功能上的解耦,便于宽范围输入与宽范围输出的优化设计。针对双向全桥AC/DC进行原理分析和电路参数设计,构建对应的小信号模型,建立双闭环控制回路,实现正向整流、反向逆变功能的稳定调控。针对CLLC谐振变换器进行正反向工作模态和增益特性分析,对谐振腔参数进行优化设计,实现软开关特性,确保正反向高效运作,利用扩展函数法进行小信号建模和闭环设计,实现变换器稳定调控。设计母线调压控制策略,完成两级一体化控制,充分结合两级拓扑优势,实现宽范围输入与宽范围输出,提高系统稳定性。结合传统闭环控制和最优轨迹控制策略,提出了复合型最优轨迹控制法,改善系统整体切载实验中的暂态特性。经过理论研究和仿真实验,完成双向变换器的整体设计,正反向均能表现良好的工作特性,控制策略改善系统的暂态与稳态性能。

孟利伟[10](2020)在《单级谐振式隔离型AC-DC功率因数校正变换器的研究》文中指出随着经济的飞速发展,大量的电力电子设备被广泛应用于工业生产和日常生活中,这些电源设备的大规模应用会给电网注入大量的谐波,可能导致其它用电设备的不稳定工作甚至损坏用电设备,功率因数校正技术(Power Factor Correction,PFC)应运而生。传统的两级式升压式隔离型PFC变换器存在元器件多、转换效率较低和变换器的体积大等缺点。针对传统两级式变换器存在的问题,本文提出了一种新型基于有源钳位软开关技术的单级谐振隔离型有桥PFC变换器拓扑,并详细法分析了其软开关工作原理以及工作特性,分析结果表明,其电压增益只与变压器的变比和占空比有关,与谐振参数以及开关频率无关,该变换器具有与传统的Boost型变换器相似的升压特性。相比于传统隔离型两级式变换器,新型单级式PFC变换器仅需单级控制,控制方式简单,通过有源钳位技术,能实现主开关和辅开关管的零电压开通,且所需元器件更少,转换效率更高。为进一步提高转换效率和改善输入电流谐波和功率因数,在新型有桥PFC变换器的基础上,提出了一种改进型无桥单极隔离型PFC变换器,同时也分析了其软开关工作原理,并利用状态空间平均法对单级无桥谐振式隔离型功率因数校正变换器建立了状态空间和小信号数学模型,分析了在不同输入电压条件下输入电流和占空比的传递函数的幅频特性和相频特性,并基于单周控制方法对所提两种PFC变换器拓扑进行了详细分析。最后,利用MATLAB和PSIM软件搭建了仿真模型,对所提两种单级隔离型PFC变换器拓扑及控制方法进行了仿真研究。详细设计并搭建了一台基于Si C(碳化硅)Mosfet功率管的3k W单级有桥PFC变换器实验样机和一台小功率单级无桥PFC变换器实验样机。实验结果表明,本文所提出的两种基于软开关技术的新型单级隔离型PFC变换器,能实现主开关管和辅开关管的零电压开通,且具有输入功率因数高、网侧输入电流的谐波含量低和转换效率高等优点。仿真和实验结果对比分析,单级无桥谐振式隔离型功率因数校正变换器拓扑具有更好的性能指标。

二、一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计(论文提纲范文)

(1)开关变换器的数字控制及提高信噪比研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
        1.1.1 开关变换器的研究背景
        1.1.2 数字控制的研究意义
    1.2 数字控制的国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第二章 开关变换器及其控制方案
    2.1 AC/DC开关变换器
        2.1.1 基本拓扑结构
        2.1.2 四种单相无桥PFC变换器对比
    2.2 图腾柱无桥PFC电路特性分析
        2.2.1 拓扑结构及模态分析
        2.2.2 电路暂态分析
    2.3 图腾柱无桥PFC控制策略对比
        2.3.1 连续导通模式
        2.3.2 临界导通模式
        2.3.3 断续导通模式
    2.4 电感电流过零检测电路分析
        2.4.1 常用电流过零检测电路
        2.4.2 桥臂串联电流检测电路
    2.5 本章小结
第三章 硬件设计及采样电路优化
    3.1 系统的硬件结构设计
    3.2 功率元器件设计
        3.2.1 升压电感设计
        3.2.2 输出电容设计
        3.2.3 开关器件选择
    3.3 辅助电路设计
        3.3.1 隔离供电电路设计
        3.3.2 隔离驱动电路设计
        3.3.3 正负半周极性判断电路设计
    3.4 电流采样电路优化
        3.4.1 ADC驱动电路RC的选择
        3.4.2 运算放大器噪声理论
        3.4.3 运算放大器噪声计算
        3.4.4 调理电路噪声补偿
    3.5 软件校正系统误差
        3.5.1 电压采样及调理电路误差分析
        3.5.2 基于曲线拟合减少系统误差
    3.6 本章小结
第四章 数字控制设计及误差分析
    4.1 小信号建模及稳定性分析
        4.1.1 小信号建模
        4.1.2 小信号仿真验证
        4.1.3 补偿器设计
    4.2 .系统数字控制方案设计
        4.2.1 控制芯片功能概述
        4.2.2 整体控制策略设计
        4.2.3 程序模块化配置
        4.2.4 采样频率及采样点的选择
    4.3 控制仿真验证
    4.4 数字信号处理误差分析
        4.4.1 ADC采样延时误差
        4.4.2 ADC量化误差
        4.4.3 PID运算误差
        4.4.4 DPWM量化误差
    4.5 本章小结
第五章 实验验证及数据分析
    5.1 实验中使用的主要仪器
    5.2 实验平台介绍
    5.3 波形测试
        5.3.1 驱动波形测试
        5.3.2 输入输出测试
        5.3.3 电压纹波测试
        5.3.4 电流过零点验证
        5.3.5 谷底开通验证
    5.4 样机性能测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(2)基于图腾柱PFC的两级式AC/DC变换器研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 功率因数校正技术(PFC)的研究现状
        1.2.1 电路拓扑
        1.2.2 调制策略
    1.3 两级式AC/DC的研究现状
        1.3.1 电路拓扑
        1.3.2 实现方案
    1.4 本文研究内容
2 前级图腾柱PFC变换器
    2.1 工作原理
    2.2 恒导通时间控制及其问题分析
    2.3 变导通时间控制
        2.3.1 ZVS实现性分析
        2.3.2 控制方法与调制策略
    2.4 PFC主电路器件选型
        2.4.1 开关管选型
        2.4.2 电感器优化设计
        2.4.3 输出电容选择
    2.5 损耗分析计算
        2.5.1 开关管损耗
        2.5.2 电感器损耗
        2.5.3 输出电容损耗
    2.6 本章小结
3 后级LLC变换器
    3.1 工作原理及控制方法
    3.2 LLC电路特性分析
    3.3 LLC主电路器件选型
        3.3.1 谐振腔及变压器的设计
        3.3.2 开关管选型
        3.3.3 输出电容选择
    3.4 本章小结
4 仿真和实验分析
    4.1 图腾柱PFC仿真
        4.1.1 ZVS仿真结果
        4.1.2 功率因数和电流总谐波失真仿真结果
    4.2 两级式AC/DC仿真
        4.2.1 后级LLC电路仿真结果
        4.2.2 两级式AC/DC仿真结果
    4.3 硬件与软件设计
        4.3.1 硬件电路设计
        4.3.2 CRM模式PFC电路的数字控制
        4.3.3 ePWM模块配置
    4.4 实验验证
        4.4.1 模拟平台实验结果
        4.4.2 数字平台实验结果
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(3)适用于电动汽车车载电源的高效率充电机拓扑及控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动汽车充电机拓扑研究现状
        1.2.2 OBC前级AC/DC变换器控制策略研究现状
        1.2.3 OBC后级DC/DC变换器控制策略研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 电动汽车前级单相三电平AC/DC变换器效率优化控制
    2.1 引言
    2.2 前级AC/DC变换器开关频率变化对效率的影响
    2.3 减小单相三电平变换器开关频率变化范围的优化控制策略
        2.3.1 单相三电平AC/DC变换器的恒定导通时间控制策略
        2.3.2 单相三电平AC/DC变换器的SVPWM调制策略
        2.3.3 减小开关频率范围的开关状态优化策略
    2.4 仿真验证
    2.5 本章小结
3 电动汽车充电机后级DC/DC变换器设计
    3.1 引言
    3.2 后级DC/DC变换器拓扑及工作原理
        3.2.1 过谐振工作状态
        3.2.2 完全谐振工作状态
        3.2.3 欠谐振工作状态
    3.3 后级LLC变换器的基波等效模型
    3.4 后级LLC变换器的谐振腔参数设计
        3.4.1 增益曲线设计
        3.4.2 谐振电感和谐振电容设计
        3.4.3 高频变压器设计
    3.5 仿真与实验结果
        3.5.1 仿真分析
        3.5.2 实验验证
    3.6 本章小结
4 电动汽车充电机后级DC/DC变换器暂态优化控制策略
    4.1 引言
    4.2 后级LLC变换器启动暂态过程分析
    4.3 基于时域模型的后级LLC变换器软启动控制策略
        4.3.1 后级LLC变换器的软启动条件分析
        4.3.2 基于数值模型的启动频率优化策略
        4.3.3 后级LLC变换器软启动的降频优化策略
    4.4 仿真与实验结果
        4.4.1 仿真分析
        4.4.2 实验验证
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(5)含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 AC/DC变换器的发展现状
        1.2.2 有源功率解耦电路的研究现状
    1.3 本课题主要研究内容
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文结构
第二章 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器设计
    2.1 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的结构及工作原理
        2.1.1 单级PFC变换器的工作原理
        2.1.2 单级PFC变换器的工作模态分析
    2.2 功率器件参数设计及选型
        2.2.1 输入电感参数设计
        2.2.2 图腾柱部分的开关管选型
        2.2.3 图腾柱的二极管选型
        2.2.4 直流母线电容参数设计
        2.2.5 电感L_S设计
        2.2.6 输出电容参数设计
        2.2.7 可控整流电路的二极管选型
        2.2.8 可控整流电路的开关管选型
    2.3 本章小结
第三章 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的控制方法研究
    3.1 图腾柱式PFC电路的控制方法
    3.2 可控整流电路的控制方法
    3.3 控制算法的DSP程序设计
        3.3.1 DSP主程序
        3.3.2 图腾柱PFC变频控制的DSP程序设计
        3.3.3 滞环控制的DSP程序设计
    3.4 本章小结
第四章 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的各模块设计
    4.1 输入电压方向检测模块设计
    4.2 电压采样模块设计
    4.3 MOSFET驱动模块设计
    4.4 电压保护模块设计
    4.5 本章小结
第五章 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器仿真及实验
    5.1 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的仿真
    5.2 含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器的实验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(6)一种基于GaN器件的AC-DC变换器设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 GaN功率开关器件发展现状
    1.3 AC-DC变换器发展现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 增强型GaN器件和级联AC-DC理论基础
    2.1 增强型GaN器件理论基础
        2.1.1 静态特性
        2.1.2 理论功耗
    2.2 Buck PFC工作原理及控制策略
        2.2.1 Buck PFC工作原理
        2.2.2 Buck PFC控制策略
    2.3 Buck DC-DC工作原理及控制策略
        2.3.1 Buck DC-DC工作原理
        2.3.2 Buck DC-DC控制策略
    2.4 本章小结
第三章 前级Buck PFC模块设计
    3.1 性能指标设计
        3.1.1 工作频率
        3.1.2 输出电压
    3.2 Buck PFC平均电流控制电路设计
        3.2.1 控制芯片选型
        3.2.2 信号采样电路
    3.3 Buck PFC主电路参数设计及功耗分析
        3.3.1 滤波电感
        3.3.2 整流桥
        3.3.3 功率开关管
        3.3.4 续流二极管
        3.3.5 输出电容
        3.3.6 输入EMI滤波器
    3.4 本章小结
第四章 后级Buck DC-DC模块设计
    4.1 Buck DC-DC主电路设计
        4.1.1 恒定导通谷值电流策略控制环路设计
        4.1.2 功率回路元件选型及功耗分析
    4.2 GaN器件驱动电路设计
    4.3 Buck DC-DC高速开关电路布局优化
        4.3.1 寄生参数对GaN器件驱动可靠性的影响
        4.3.2 寄生参数对电路效率的影响
        4.3.3 Buck DC-DC驱动回路和功率回路布局优化
    4.4 Buck DC-DC死区环节改善
        4.4.1 死区时间设置
        4.4.2 死区损耗降低
    4.5 本章小结
第五章 实验验证与结果分析
    5.1 待测指标
    5.2 实验装置
    5.3 测试方法
        5.3.1 前级Buck PFC测试方法
        5.3.2 后级Buck DC-DC测试方法
        5.3.3 级联AC-DC测试方法
    5.4 实验结果及分析
        5.4.1 Buck PFC
        5.4.2 Buck DC-DC
        5.4.3 AC-DC
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(7)基于电流母线的多路输出LED驱动电源研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 交流输入的多路输出LED驱动电源研究现状综述
        1.2.1 LED驱动电源功能结构
        1.2.2 LED驱动电源中单级功率因数校正单元的研究现状
        1.2.3 LED驱动电源中多路输出单元的研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
2 直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑构建
    2.1 引言
    2.2 基本非隔离DC/DC变换器拓扑结构功能分解
    2.3 基本非隔离DC/DC变换器拓扑构建方法
    2.4 基本非隔离直流母线型分布式电源系统拓扑构建方法
    2.5 直流电流母线型分布式多路输出单元拓扑架构
    2.6 本章小结
3 直流电流母线型分布式多路输出单元分析与设计
    3.1 引言
    3.2 拓扑简化
    3.3 输出电流控制方法
    3.4 三路输出电流同步控制
        3.4.1 开关模态分析
        3.4.2 参数设计
        3.4.3 实验研究
    3.5 三路输出电流独立控制
        3.5.1 开关模态分析
        3.5.2 参数设计
        3.5.3 实验研究
    3.6 本章小结
4 交流输入的两级结构多路输出LED驱动电源研究
    4.1 引言
    4.2 一种两级结构AC-DC直流电流母线型多路输出LED驱动电源
        4.2.1 拓扑生成
        4.2.2 电流控制方法与开关模态分析
        4.2.3 功率因数校正功能分析
        4.2.4 参数设计
        4.2.5 实验研究
    4.3 一种带倍压整流单元的两级结构AC-DC直流电流母线型多路输出LED驱动电源
        4.3.1 拓扑生成
        4.3.2 电流控制方法与开关模态分析
        4.3.3 功率因数校正功能分析
        4.3.4 参数设计
        4.3.5 实验研究
    4.4 比较分析
    4.5 本章小结
5 交流输入的单级串联型多路输出LED驱动电源研究
    5.1 引言
    5.2 拓扑简化
    5.3 电流控制方法与开关模态分析
    5.4 功率因数校正功能分析
    5.5 参数设计
    5.6 实验研究
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文主要工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读博士学位期间发表的论文
    B.作者在攻读博士学位期间参研的科研项目
    C.作者在攻读博士学位期间所获的主要奖励
    D.学位论文数据集
致谢

(8)交错并联PFC与谐振式软开关高频隔离型变换器组合拓扑研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高频隔离型AC-DC的拓扑结构研究
        1.2.1 前级整流电路结构的研究
        1.2.2 交错并联功率因数校正技术
        1.2.3 高频隔离型DC-DC电路研究
        1.2.4 高频隔离型单级式AC-DC变换器拓扑结构研究现状
    1.3 论文研究内容
第2章 基于谐振电路和移相全桥电路的混合调制型双路输出变换器研究
    2.1 混合调制双路输出变换器拓扑结构
        2.1.1 电路拓扑结构
        2.1.2 换流过程分析
    2.2 变换器的工作性能分析
        2.2.1 谐振电路的增益分析
        2.2.2 移相全桥电路的增益
        2.2.3 软开关的实现分析
    2.3 基于谐振电路和移相全桥电路的混合调制的拓扑衍化
    2.4 实验验证
        2.4.1 混合调制双路输出变换器的稳态工作波形
        2.4.2 动态切载实验
        2.4.3 效率测试
    2.5 本章小结
第3章 单相交错并联式高频隔离型两级式AC-DC变换器研究
    3.1 单相交错并联式高频隔离型两级式AC-DC变换器的拓扑结构
    3.2 单相交错并联式高频隔离型两级式AC-DC变换器工作模态分析
        3.2.1 前级交错并联式图腾柱式无桥功率因数校正电路工作模态分析
        3.2.2 谐振电路工作模态分析
    3.3 单相高频隔离型两级式AC-DC变换器性能分析
        3.3.1 交错并联运行输入电流纹波分析
    3.4 谐振变换器基波分析法
    3.5 谐振变换器时域分析法
        3.5.1 当开关频率f_s≥f_r时的分析
    3.6 基波分析法和时域分析法对比分析
        3.6.1 谐振电流分析
        3.6.2 电路增益对比分析
    3.7 实验与仿真验证
        3.7.1 仿真验证与分析
        3.7.2 实验验证与分析
        3.7.3 效率测试
    3.8 本章小结
第4章 单相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器研究
    4.1 单相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器的拓扑结构
    4.2 变换器的控制策略及工作模态分析
        4.2.1 控制策略分析
        4.2.2 工作模态分析
    4.3 单相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器的工作性能分析
        4.3.1 输入电流纹波分析
        4.3.2 谐振电路的频率响应分析
        4.3.3 谐振电路的稳态分析法
    4.4 软开关的实现条件
    4.5 实验与仿真验证
        4.5.1 仿真验证与分析
        4.5.2 实验验证与分析
        4.5.3 效率测试
        4.5.4 与两级式AC-DC电路的效率对比
    4.6 与已发表的单相高频隔离型单级式AC-DC变换器的比较分析
    4.7 本章小结
第5章 三相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器研究
    5.1 三相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器的拓扑结构
    5.2 变换器的工作模态分析以及控制策略分析
        5.2.1 控制策略分析
        5.2.2 工作模态分析
    5.3 三相交错并联谐振式高频隔离型单级式AC-DC变换器性能分析
        5.3.1 谐振电路频率响应
        5.3.2 谐振电路的稳态分析法
    5.4 实验与仿真验证
        5.4.1 仿真验证与分析
        5.4.2 实验验证与分析
        5.4.3 效率测试
    5.5 与已发表的三相单级式高频隔离型AC-DC变换器比较分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
附录
    附录1:LLC谐振变换器工作在f_s≥f_r区域内推导具体计算过程
攻读博士学位期间发表的论文和申请的专利

(9)宽范围蓄电池充放电系统变换器设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 蓄电池充电技术的研究现状
    1.3 双向AC/DC的研究现状
    1.4 双向DC/DC研究现状
    1.5 主要研究内容
第2章 蓄电池充放电系统总体方案设计
    2.1 系统总体设计指标
    2.2 系统总体方案设计
    2.3 双向AC/DC变换器方案设计
        2.3.1 双向AC/DC拓扑结构选择
        2.3.2 全桥型双向AC/DC变换器控制策略
    2.4 双向DC/DC变换器方案设计
        2.4.1 双向DC/DC拓扑结构选择
        2.4.2 CLLC变换器控制策略
    2.5 本章小结
第3章 全桥型双向AC/DC变换器分析与设计
    3.1 全桥型双向AC/DC工作原理分析
    3.2 全桥型双向AC/DC电路参数设计
    3.3 全桥型双向AC/DC控制回路设计
    3.4 本章小结
第4章 CLLC型双向DC/DC变换器分析与设计
    4.1 CLLC变换器工作原理分析
    4.2 CLLC变换器增益特性分析
        4.2.1 正向增益特性分析
        4.2.2 反向增益特性分析
    4.3 CLLC变换器电路参数设计
    4.4 CLLC变换器控制回路设计
        4.4.1 正向控制回路设计
        4.4.2 反向控制回路设计
    4.5 本章小结
第5章 系统控制策略设计
    5.1 母线调压控制策略
    5.2 复合型最优轨迹控制策略
    5.3 全桥型双向AC/DC变换器仿真
    5.4 CLLC型双向DC/DC变换器仿真
    5.5 系统一体化仿真
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢

(10)单级谐振式隔离型AC-DC功率因数校正变换器的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 功率因数校正变换器的研究现状及趋势
        1.2.1 功率因数校正技术
        1.2.2 谐振软开关技术
        1.2.3 功率因数校正变换器的发展趋势
    1.3 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 基于软开关技术的单级有桥隔离型功率因数校正变换器
    2.1 引言
    2.2 基于软开关技术的单级有桥隔离型功率因数校正变换器拓扑结构
    2.3 单级有桥谐振式隔离型功率因数变换器工作原理分析
        2.3.1 工作模态分析
        2.3.2 工作模式分析
    2.4 单级有桥谐振式隔离型功率因数变换器稳态特性分析
        2.4.1 输入与输出电压传输比
        2.4.2 输入和输出整流二极管的电流应力
        2.4.3 ZVS实现条件
    2.5 本章小结
第三章 单级无桥谐振式隔离型功率因数校正变换器
    3.1 引言
    3.2 单级无桥谐振式隔离型功率因数校正变换器拓扑结构
    3.3 单级无桥谐振式隔离型功率因数变换器工作原理分析
    3.4 状态空间平均法建模
    3.5 本章小结
第四章 单周期控制策略的研究
    4.1 引言
    4.2 单周期控制基本理论
    4.3 单周期控制原理
    4.4 单周期控制稳定性分析
    4.5 单周期控制的仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 系统主电路与控制电路的设计
    5.1 引言
    5.2 主电路参数设计
        5.2.1 输入电感的选择
        5.2.2 输出电容的选择
        5.2.3 谐振电感和谐振电容的选择
        5.2.4 钳位电容的选择
        5.2.5 功率开关管的选择
        5.2.6 高频变压器的选择
        5.2.7 整流桥二极管的选择
    5.3 系统控制电路的设计
        5.3.1 主控芯片电路的设计
        5.3.2 辅助电源的设计
        5.3.3 驱动电路的设计
    5.4 仿真与实验验证
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢

四、一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计(论文参考文献)

  • [1]开关变换器的数字控制及提高信噪比研究[D]. 刘健. 北方工业大学, 2021(01)
  • [2]基于图腾柱PFC的两级式AC/DC变换器研究[D]. 杨冲. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]适用于电动汽车车载电源的高效率充电机拓扑及控制策略研究[D]. 曹裕捷. 西安理工大学, 2021(01)
  • [4]基于反激电路的单级AC/DC LED驱动器的研究[D]. 李朵. 河北科技大学, 2021
  • [5]含可控整流电路的无电解电容单级PFC变换器研究[D]. 王振南. 北方工业大学, 2021(01)
  • [6]一种基于GaN器件的AC-DC变换器设计[D]. 史琦. 电子科技大学, 2021(01)
  • [7]基于电流母线的多路输出LED驱动电源研究[D]. 黄健. 重庆大学, 2020(02)
  • [8]交错并联PFC与谐振式软开关高频隔离型变换器组合拓扑研究[D]. 李广地. 浙江大学, 2020
  • [9]宽范围蓄电池充放电系统变换器设计[D]. 朱强. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [10]单级谐振式隔离型AC-DC功率因数校正变换器的研究[D]. 孟利伟. 广东工业大学, 2020(06)

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一种带功率因数校正的AC-DC变换器设计
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