APFC技术在通信电源中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2004年2月25日CiL缱电．潦】I：Feb．25．200422第21卷第1期TelecomPowerTechnologiesVo1．21No．1文章编号：1009—3664(2004)01—0022—03APFC技术在通信电源中的应用程庆生(合肥工业大学仪器仪表学院，安徽合肥230009)摘要：分析了有源功率因数校正电路的基本原理，详细介绍了其关键电路参数设计方法，并给出了设计实例和实验结果。关键词：有源功率因数校正；谐波电流；视在功率；有功功率中图分类号：TN86TN710文献标识码：

2、AApplicationofAPFCTechnologyinPowerSupplyforTelecommunicationCHENGQing—sheng(SchoolofInstrumentationHFUT，Hefei230009，China)Abstract：Theoperati‘onprincipleofAPFCcircuitisanalysed，thedesignmethodofthekeycircuitpa—rameterisparticularlyintroduced，andadesignexampleisalsogiven．

3、Keywords：APFC(activepowerfactorcorrection)；harmoniccurrent；apparentpower；activepower标不理想。目前最先进的方法是采用有源功率因数0引言校正技术(API℃)。与无源校正相比，有源功率因数在通信用开关电源系统中，为了减少输入电流谐校正电路抑制谐波效果更明显，总谐波含量可抑制在波，降低其对电网的污染，利于后级DC-DC变换电路5％以内，功率因数可达到99％，接近单位功率因数。的稳定工作，交流输入侧多采用有源功率因数校正技1APFC电路的基本原理术。功率因数是一项

4、非常重要的指标，定义为有功功率和视在功率之比，理想情况下其值为1。然而普通单相有源功率因数校正电路的控制主要包括应开关电源的功率因数并不高，其原因是：交流输入经用乘法器的CCM方式和射随器的DCM方式。输整流、大电容滤波后，仅在交流电压正弦波顶附近滤出功率在700W以上电源目前主要以CCM方式为波电容被充电，使得输入电流呈现脉冲波形。这种电主，主电路拓扑多采用boost变换器。这主要是由流的基波是和输入电压同相位的，产生有功功率。但于boost变换器具有输入电流小、效率高、输入电压电流波形中较大的高次谐波与输入电压既不同频也范围宽的优点；

5、同时储能电感也可作为滤波器抑制不同相，产生无功功率，故功率因数很低。较低的功RFI和EMI噪声。基本工作原理见图1，其中的率因数不仅降低了电源利用率，同时因谐波电流流过boost变换器工作于CCM方式，此时的电感电流就线阻抗引起交互干扰，产生EMC难题；大谐波电流增是输入电流。正比于输入电流的取样信号与乘法器大了传输损耗的同时也给电网带来了危害，并可造成的输出进行比较，经处理转换成PWM脉冲，控制功线路过载。可见，功率因数对通信系统中设备高效、率管VT导通或关断。功率管导通后，电感电流线安全、稳定的运行有着直接影响。性上升。当取样电流与参

6、考电流相等时，控制器使提高功率因数最简单的方法之一是无源补偿法，功率管关断。此时电感的自感电势使二极管D导但由于无源法中应用的器件体积大而笨重，且性能指通，储能电感L通过二极管D对电容C放电，电感电流线性下降。随后第二个开关周期开始，重复上述过程。通过对电感电流进行采样并实施控制，使收稿日期：2003—12—17作者简介：程庆生(1969一)，男，合肥工业大学仪器仪表学院电感电流的幅值与输入电压同相位的正弦参考信号在读工程硕士。主要从事高频开关电源研发工作。成正比，从而达到功率因数校正的目的。同时根据维普资讯http://www.cqvi

7、p.com第1期·功率因数校正·程庆生：APFC技术在通信电源中的应用23输出电压反馈，利用乘法器电路来控制正弦电流，以选择为最大峰值线路电流的20％左右，即获得稳定的电压输出。△J=(0．2×1．414P。)／(叩Uirlrrr~)(7)L==(1．414Ui一T)／△J(8)由式(3)可得T=T(1一)(9)设最小Ui一=90VAC，U。=380V，于是由上述各式可得T。=0．763T，T=25s，叩=0．95，P。=870W，准L=(0．763U)／(0．2P。)图10CM方式控制电路=(0．763×90×90×25×0．95)／(

8、0．2×870)2关键电路设计与实例=843．6uH实际选用1mH。电感的设计还包括磁芯材料图1中电路参数为P。=870W，Ui=90～与规格的选用，以及铜损、铁损估算等，因篇幅限制，253V