有源功率因数校正 总结

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1、有源功率因数校正一、功率因数的定义功率因数PF定义为：功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值。PF＝＝=cos=cos（1）式中：：基波因数，即基波电流有效值I1与电网电流有效值IR之比。IR：电网电流有效值I1：基波电流有效值UL：电网电压有效值cosΦ：基波电流与基波电压的位移因数在线性电路中，无谐波电流，电网电流有效值IR与基波电流有效值I1相等，基波因数=1，所以PF＝·cosΦ＝1·cosΦ＝cosΦ。当线性电路且为纯电阻性负载时，PF＝·cosΦ＝1·1＝1。二、有源功率因数校正技术1

2、．有源功率因数校正分类（1）按电路结构分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式（boost）。其中升压式为简单电流型控制，PF值高，总谐波失真（THD：TotalHarmonicDistortion）小，效率高，适用于75W~2000W功率范围的应用场合，应用最为广泛。它具有以下优点：l电路中的电感L适用于电流型控制l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l在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数l输入电流连续，并且在APFC开关瞬间输入电流小，易于EMI滤波l升压电感L能

3、阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性（2）按输入电流的控制原理分为：平均电流型（工作频率固定，输入电流连续）、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。图1输入电流波形图其中平均电流型的主要有点如下：l恒频控制l工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。l能抑制开关噪声l输入电流波形失真小主要缺点是：l控制电路复杂l需用乘法器和除法器l需检测电感电流l需电流控制环路EMI：电磁干扰（Electromagnetic-interference）（3）按输入电流的工作模式分为：连续导通模式CCM(Conti

4、nuousConductionMode)和不连续导通模式DCM(DiscontinuousConductionMode)。（4）按拓扑结构可分为：双级模式和单级模式。单级功率校正---峰值电流控制2、有源功率因数校正原理有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrection，简称APFC）技术的思路是，控制已整流后的电流，使之在对滤波大电容充电之前能与整流后的电压波形相同，从而避免形成电流脉冲，减小输入电流谐波,达到改善功率因数的目的。有源功率因数校正电路原理图整流器输出电压ud、升压变换器输出电容电压uC与

5、给定电压U*c的差值都同时作为乘法器的输入，构成电压外环,而乘法器的输出就是电流环的给定电流I*s。升压变换器输出电容电压uC与给定电压U*c作比较的目的是判断输出电压是否与给定电压相同，如果不相同，可以通过调节器调节使之与给定电压相同，调节器（图中的运算放大器）的输出是一个直流值，这就是电压环的作用。而整流器输出电压ud显然是正弦半波电压波形，它与调节器结果相乘后波形不变，所以很明显也是正弦半波的波形且与ud同相。将乘法器的输出作为电流环的给定信号I*s，才能保证被控制的电感电流iL与电压波形ud一致。I*s的幅值与输出电压

6、uC同给定电压U*c的差值有关，也与ud的幅值有关。L1中的电流检测信号iF与I*s构成电流环，产生PWM信号,即开关V的驱动信号。V导通，电感电流iL增加，电流线性增加，电能以磁能的形式储存在电感线圈中，电容C放电为负载提供能量。当iL增加到等于电流Is*时，V截止，二极管导通，电源和升压电感L1（由于线圈中的磁能将改变线圈L两端的电压极性，以保持其电流iL不变，线圈L转化成VL与电源电压VIN串联高于输出电压）释放能量，同时给电容C充电和向负载供电，这就是电流环的作用。这种电路优点是输入电流完全连续，并且在整个输入电压的正

7、弦周期都可以调试，缺点是输出电压必须大于输入电压的最大值，所以输出电压比较高，不能利用开关管实现输出短路保护。三、UC3854控制集成块UC3854是一种工作于平均电流的的升压型（boost）APFC电路，它的峰值开关电流近似等于输入电流，是目前使用最广泛的APFC电路。1、UC3854总体结构UC3854的总体结构如下图所示，主要包括以下几个功能模块：电压误差放大器模块，电流误差放大器模块，乘除法器模块，锯齿波发生器模块，输出驱动模块，以及峰值限制比较器模块，欠电压过电压保护模块，软起动模块和一些数字逻辑。为了简化模型，建模

8、中省去欠电压、过电压锁存比较器，软起动等辅助环节。UC3854内部结构图中，标有A、B、C的方框是所谓的乘法器，电压误差放大器的输出（在引脚7上可以测量到）是乘法器的一个输入，称作A。乘法器的另一个输入，取自整流器的输出电压波形，通过引脚6引入，称作B。前馈电压校正是通过引脚