本文针对当前许多应用场合对功率要求越来越大、和谐波标准要求越来越严格、而且需要隔离,而当前的技术难以取得各方面的平衡的情况,对各相关方面进行了一系列的研究,提出了一种能同时满足大功率高功率因素的隔离型电路解决方案,比传统方式具有更高的功率密度和性价比,并成功实现之。 本文一开始分析了当前的在满足大功率、PFC和隔离三项要求的场合所采用的传统技术手段,以及研究者在推动实现PFC和隔离的结合技术时所取得的成就。传统技术结构复杂,成本高昂,性价比低下,发展出能解决这些问题的新技术变得日益重要,而此前已经提出的PFC和隔离相结合的技术——单级隔离型PFC存在着功率等级低,结构仍然比较复杂,功率因数与器件耐压的矛盾等等问题的一个或者几个,还难以达到商业应用的要求。 为了在各方面都取得优异的表现,本文分析了能取得单位功率因数的BOOST型PFC电路,吸收其能够实现波形调制的BOOST电感形式和为实现市电波形跟踪的以乘法器为核心的控制模型;在实现隔离方面,通过分析各种形式,总结得出全桥型的隔离能在功率、性能、价格等各方面都取得良好的平衡。通过将BOOST电感和全桥的结合,组成了中大功率单级隔离型PFC技术的基础架构。 常规的全桥电路是电压型的输入,电流型的输出,将全桥电路结合到PFC电路中则将输入方式变成了电流型,输出方式变成了电压型,因此带来两个关键难题,一是耦合漏感会给半导体开关器件带来巨大的电压应力,并造成巨大的能量浪费;而是PFC开关方式会造成正负方向的伏秒不平衡,从而造成偏磁。本文提出了一种新的变压器工艺,并在控制上面加以优化,成功解决了这两个问题。同时,本文分析了当前可能适用的软开关电路,为今后进一步研究做了一些前期的工作。 本文详细描述了控制器的设计要素、主功率电路的设计过程,并且取得了符合最初设想的实验成果。