大功率高频开关充电电源的研制

本文所设计的大功率高频开关充电电源来源于某公司的实际产品研发项目，以实际样机的设计及调试过程为依托，从两个方面对主电路和控制电路的设计进行了详细分析，在实际研制过程中，采用理论分析与试验测试相结合的方式，对各电路设计进行调整优化。文章首先介绍了选题背景，开关电源技术发展的概况及功率因数校正技术的发展历程；提出了大功率高频开关充电电源的设计要求，并提出了论文设计的总体方案及文章内容安排。 本文第二部分详细介绍了高频开关变换器的基本分类，分析了几种常见变换器的工作原理，着重分析了全桥隔离型变换器的工作过程；对高频开关变换器的控制策略进行了介绍，着重分析了脉宽调制控制方式(PWM)的工作机理。 本文第三部分详细论述了本设计中高频开关变换器部分的设计内容。首先介绍变换器主电路的拓扑选择及元件选型；然后，阐述了平板变压器的技术优势，并从变压器的基本工作原理入手，详细论述了矩阵式平板变压器的设计原理。在此基础上，从实际应用的角度，对其进行了优化设计，结合全桥式DC／DC变换电路及PWM控制电路，设计实现了三相输入的矩阵式高频功率变换器，并完成了各主要电路参数的设计。 本文第四部分阐述了单相PFC技术的基本类型和优缺点，并着重介绍了Boost升压型有源PFC电路的基本工作原理；对三相功率因数校正器的主要电路拓扑结构进行了介绍，并分析了各种结构的优势及存在的问题，在此基础上提出了一种新颖的电路拓扑结构，确立了本选题所采用的三相PFC技术的解决方案，即采用组合式的三相拓扑结构，单相PFC主电路采用Boost升压型电路，控制电路采用平均电流控制模式。 本文最后给出了样机调试的主要试验数据及波形，试验结果证明了本文所作理论分析及实际设计的正确性和可行性。