單相升壓AC-DC變換器的共性研究及直流變速空調控制系統(tǒng)的實現.pdf

1、高功率因數、高效率、低噪音是電源裝置和用電設備普遍追求的品質.本文以單相電源裝置有源功率因數校正(APFC)控制器和高性價比全直流數字變轉速空調系統(tǒng)的研制、開發(fā)為依托,對單相升壓型AC/DC變換器和直接反電動勢過零檢測技術從理論和應用開發(fā)兩個方面進行了較為全面的研究和討論."3C"認證的強制實施,使APFC控制器在較大功率變速空調中的應用研究勢在必行.結合APFC控制器的應用開發(fā),系統(tǒng)研究了APFC技術的實現;針對較大功率應用場合,采用

2、了并聯交錯APFC拓撲結構;綜合國內外的發(fā)展現狀,對APFC應用場合下的單相升壓型AC/DC變換器的拓撲結構進行了歸納總結,部分仿真和實驗驗證了該類拓撲所具有的功率因數校正功能.(1)對傳統(tǒng)升壓型APFC拓撲結構進行了理論分析,基于雙閉環(huán)控制原理建立了Pspice仿真模型,對理論分析給予了驗證;針對傳統(tǒng)升壓型APFC控制器,詳細闡述了參數優(yōu)化、器件選型、PCB設計等設計要點;分別以UC3854BN和L4981A/B為控制芯片實現了單相A

3、PFC電路,并進行了性能比較;較UC3854BN而言,以L4981A/B實現的APFC控制器具有更寬的電壓適應范圍、更小的電流交越失真、更強的帶負載能力等優(yōu)點.(2)結合電感繞制(分立、耦合)和驅動方式(同步、分頻和移相)的不同組合,將兩級并聯交錯APFC拓撲與傳統(tǒng)升壓型APFC拓撲進行了仿真分析和性能比較,并通過實驗給予了驗證.(3)基于單相APFC實現的基本思想,對單相升壓型AC/DC變換器進行了一般性歸納,總結了三類拓撲結構.直接

4、反電動勢檢測技術的應用降低了無位置傳感器無刷直流電動機(BLDCM)電控系統(tǒng)的復雜性,具有較高的性價比.結合直流變速空調外機電控系統(tǒng)的開發(fā),從理論上對反電動勢過零直接檢測技術進行了分析,并就實際應用中所遇到的問題進行了探討.(1)從理論上對間接反電動勢檢測原理和直接反電動勢檢測原理進行了分析;針對間接反電動勢檢測方案的不足,介紹了直接反電動勢檢測的優(yōu)點;針對無位置傳感器BLDCM系統(tǒng)的預定位,介紹了一種新的轉子預定位方法--"一次—三相

5、導通"預定位方式.(2)描述了無刷直流電動機專用控制MCUST72141對直接反電動勢檢測方案給予的硬件實現;采用ST7214l實現了低成本、高性能直流變轉速空調外機控制最小化系統(tǒng),著重介紹其硬件、軟件設計;通過實驗分析,驗證了直接反電動勢檢測方案對PWM斬波頻率的依賴及相電感續(xù)流對反電動勢過零檢測的不利影響.(3)結合直接反電動勢檢測的實現特點,選擇了適當的PWM斬波方式--H_PWM-L_ON;針對相電感續(xù)流對反電動勢過零時刻檢測的