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《单相有源功率因数校正电路的设计与实现开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、仪器科学与电气工程学院本科毕业论文（设计）开题报告题目：单相有源功率因数校正电路的设计与实现学生姓名：学号：专业：电话：电气工程及其自动化指导教师：2013年3月5日开题报告评审意见论文题目：单相有源功率因数校正电路的设计与实现学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化指导教师：指导教师对学生开题报告的评语：指导教师签字：年月日评审组意见：组长签字：年月日注：用16K纸打印或填写一、研究目的与意义常规开关电源功率因数低的根源是整流电路后面的滤波电容使输出电压平滑，但却使输入电流变为尖脉冲，产生一系列奇次谐波，对电网造成污染，可能会造成电子设备损坏。谐波电流的危害：1)谐波电流的“二
2、次效应”，即电流流过线路阻抗而造成的谐波压降反过来使电网电压(正弦波)波动，发生畸变。2)谐波电流引起电路故障，损害设备。比如可以使线路和配电设备过热、引起电网LC谐振等。3)谐波电流对自身及同一系统中的其他电子设备产生恶劣的影响，如引起电子设备误操作，引起通信噪声等。采用有源功率因数校正技术是解决上述问题的有效途径。图1单相整流电路图2滤波电容引起的输入电流尖脉冲二、主要工作内容和预期达到的目标2.1了解功率因数定义功率因数的定义是指输入有功功率(P)和视在功率(S)的比值,线性电路功率因数可cos?用表示，?为正弦电流与正弦电压的相位差。但是由于整流电路中二极管的非线性，导致
3、输入电流为严重的非正弦波形，仅仅用用cos?已不能表示整流电路的功率因数。在电力电子电路中，用PF表示功率因数。（I1——基波电流有效值；In（n≥2）——n次电流谐波有效值；Iin——输入电流有效值；Vrms——电网电压有效值；——基波电压和基波电流的相移因数）/=/被称为电流的畸变因数，总谐波畸变（totalharmonicdistortion—THD）的定义是所有谐波分量的有效值与基波分有效值的比。THD=，THD用来衡量电网的污染程度。由此可见功率因数是位移因数和畸变因数的乘积。欲提高电路的功率因数,，不仅要减小电压与电流的相位差，还必须最大限度地抑制输入电流的波形畸变,
4、实现真正的正弦输入电流。如果在整流滤波后不加滤波电路,仅为阻性负载时,输入电流即为正弦波.并且与电源电压同相位,功率因数为1.因此,功率因数校正电路的基本思想就是将整流电路与滤波电容隔开,使整流电路由电容性负载变成电阻性负载。2.2熟悉有源功率因数校正原理有源功率因数校正电路（ActivePowerFactorCorrection简称APFC）其实就是一个DC-DC变换器.它是利用脉冲波宽度调变(PWM)技术来调整输入功率的大小,以供应适当的负载所需的功率.脉冲波宽度调变器控制切换开关将直流输入电压变换成一串电压脉冲波,随后利用变压器和快速二极管将其转换成平滑的直流电压输出.这个
5、输出电压随即与一个参考电压进行比较,所产生的电压差反馈至PWM控制器.这个误差电压信号用来改变脉冲波宽度的大小.如果输出电压过高,脉冲波电压会减小,进而使输出电压降低,使输出电压恢复至正常输出值.PFC电路就是利用这个方法,但是加入了一个电路,使的来自交流电源的电流是一个正弦波并与交流电压同相位.此时误差电压信号的调变是由整流后的交流电压和输出电压的变化来控制的,最后误差电压信号反馈至PWM控制器.也就是说,当交流电压高时,PFC电路就从交流电源吸取较多的功率;反之若交流电压较低,则吸收较少的功率,这样就可以抑制交流电流谐波的产生.图3APFC的基本原理框图2.3功率因数校正电路
6、方法分类有源功率因数校正电路结构分为：1)降压式：因噪声大，滤波困难，功率开关管上电压应力大，控制驱动电平浮动，很少被采用。2)升/降压式：需用二个功率开关管，有一个功率开关管的驱动控制信号浮动，电路复杂，较少采用。3)反激式：输出与输入隔离，输出电压可以任意选择，采用简单电压型控制，适用于150W以下功率的应用场合。4)升压式（boost）：简单电流型控制，PF值高，总谐波失真（THD）小，效率高，但是输出电压高于输入电压。适用于75W~2000W功率范围的应用场合，应用最为广泛。由于本人设计的校正电路预期输出功率为200W以上，输出电压达到400V，故选择升压式boost拓扑
7、。升压式拓扑具有以下优点：1)电路中的电感L适用于电流型控制。2)由于升压型APFC的预调整作用在输出电容器C上保持高电压，所以电容器C体积小、储能大。3)在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数。4)输入电流连续，并且在APFC开关瞬间输入电流小，易于EMI滤波。5)升压电感L能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性。APFC输入电流控制方法的选择：1)峰值电流控制型这种方法的特点是输入电流的峰值包络线跟踪输入电压波形，可使输入电流和输入电压同相，并接近正弦。其
