CCM-BOOST功率因数校正课设正文.

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Boost单级功率因数校正与仿真毕业设计论文

Boost单级功率因数校正与仿真毕业设计论文

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boost电路功率因数校正原理

boost电路功率因数校正原理

boost电路功率因数校正原理
Boost电路的功率因数校正(PFC)原理主要涉及对输入电流和电压的相位和波形进行控制,以实现高功率因数。

以下是其工作原理:
1. 电压闭环控制:用于稳定输出电压。

电压控制器产生控制指令(电压控制器的输出称为电压控制指令)。

2. 电流闭环控制:为了使电感电流能够跟踪整流桥输出的“馒头波”波形(这样输入电流能够成为正弦波并与输入电压同相位),需要添加电流闭环来控制电感电流。

将电压控制指令与整流桥输出电压采样相乘,形成“馒头波”式的控制指令,作为电流控制器的参考给定值。

3. 电流控制器:其输出的控制指令就是开关管的占空比,经开关管驱动控制开关管通断,以控制电感电流跟踪参考给定值并稳定输出电压。

4. 控制电感电流:通过控制电感电流跟踪参考给定值,使得电感电流(橙色)在参考给定值(蓝色)的附近上下环绕,电感电流近似为“馒头波”。

5. 输入电流和电压的控制:经过PFC控制,输入电流(橙色)呈毛刺状正
弦波,且与输入电压(蓝色)基本同相位,达到了功率因数校正的目的。

总之,Boost电路的PFC通过调整输入电流和电压的波形和相位,使其尽
可能接近正弦波并保持同相位,从而提高电源的功率因数,减小谐波失真。

基于BOOST电路的有源功率因数校正设计

基于BOOST电路的有源功率因数校正设计

的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式 PFC 包括静音式被动 PFC 和非 静音式被动 PFC。 被动式 PFC 的功率因数只能达到 0.7~0.8, 它一般在高压滤波电容附近。 “填谷电路式”属于一种新型无源功率因数校正电路, 其特点是利用整流桥后面的填谷电路来 大幅度增加整流管的导通角, 通过填平谷点, 使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波 形,将功率因数提高到 0.9 左右,显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因数校正 电路相比,其优点是电路简单,功率因数补偿效果显著,并且在输入电路中不需要使用体积 大重量沉的大电感器。有源 PFC 由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用 IC 去调 整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。有源 PFC 可以达到较高的功率因数──通 常可达 98%以上,但成本也相对较高。此外,有源 PFC 还可用作辅助电源,因此在使用有 源 PFC 电路中,往往不需要待机变压器,而且有源 PFC 输出直流电压的纹波很小,这种电 源不必采用很大容量的滤波电容。
所以,电感电压小信号为
THD 会超过电流基波,PF 不超过 0.6。线路功率因数过低和电流谐波含量过高,不仅会对 造成电能巨大浪费,而且会对电力系统产生严重污染,影响到整个电力系统的电气环境,包 括电力系统本身和广大用户,都对 AC 线路电流谐波做出了具体的限制要求。 为提高线路功率因数,抑制电流波形失真,必须采用 PFC 措施。 在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号 cosΦ 表示, 在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即 cosΦ=P/S。 功率因数的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数 为 1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于 1。功率因数是电力系统的一个重要的技 术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁 场转换的无功功率大, 从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。所以,供电部门 对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 传统的开关电源存在一个致命的弱点,功率因数低,一般只有 0.45~0.75。导致功率因 数降低的原因有两个,一个是线路电压与电流之间的相位角 ψ,另一个是电流或电压的波形 失真。前一个原因人们是比较熟悉的。而后者在电工学等书籍中却从未涉及。其根源是整流 电路后的滤波电容使输出电压平滑,但却使输入电流变为尖脉冲,降低了功率因数。 功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值,即 PF=P/S。对于线路 电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角为 ψ 时,功率因数 PF 即为 cosψ。 由于很多家用 电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电抗的阻抗负载,所以才会存在着电压与 电流之间的相位角 ψ。 这类电感性负载的功率因数都较低 (一般为 0.5~0.6) , 说明交流 (AC) 电压设备的额定容量不能充分利用,输出大量的无功功率,致使输电效率降低。为提高负载 功率因数,往往采取补偿措施。最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器,这种方法称 为并联补偿。 PFC 方案完全不同于传统的"功率因数补偿", 它是针对非正弦电流波形而采取的提高线 路功率因数、 迫使 AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹, 并使电流与电压保持同相位, 使系统呈纯电阻性的技术措施。 功率因素校正的概念起源于 1980 年,但被重视和推广则在 20 世纪 80 年代末期和 90 年代。综观 PFC 技术的发展,PFC 技术可划分为两大类:一类是无源 PFC 技术;另一类是 有源 PFC 技术。采用无源元件来改善输入功率因素,减小电流谐波满足标准要求,其特点 是简单,但体积庞大、笨重,有些场合则无法满足要求。 一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Valley Fill Circuit)”。“电感补偿方法”是使交流输入

功率因数校正电路设计

功率因数校正电路设计
2.3.2
图2-6、2-7是滞环电流控制法实现BOOST型PFC电路的原理图和在半个工频周期内,功率开关管S的控制波形和电感电流波形的示意图。和峰值电流控制法不同的是,被控制量是电感电流的变化范围。输入电压信号和输出电压的反馈信号相乘,形成两个大小不同的与输入电压同频同相的电流控制参考信号,即:上限基准电流环信号和下限基准电流环信号。
在升压斩波电路中,只要输入电压不高于输出电压,电感L的电流就完全受开关S的通断控制;S通时, 增长,S断时, 下降,因此控制S的占空比按正弦绝对值规律变化,且与输入电压同相,就可以控制 波形为正弦绝对值,从而使输入电流的波形为正弦波,且与输入电压同相,输入功率因数为1。
图2-1典型的单相有源PFC电路
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
功率因数校正电路设计
摘要
以开关电源为代表的各种电力电子装置给工业生产和社会生活带来了极大便利,然而也带来了一些负面问题。通常开关电源的输入采用二极管组成的不可控容性整流电路,但是二极管整流电路不具有对输入电流的可控性,当电源电压高于电容电压时,二极管导通,电源电压低于电容电压时,二极管不导通,输入电流为0,这样就形成了电源电压峰值附近的电流脉冲。解决这一问题的方法就是对电流脉冲的幅度进行抑制,使电流波形尽量接近正弦波,这一技术成为功率因数校正技术,有无源功率因数校正和有源功率因数校正之分。
2.2
2.2.1
单相功率因数校正电路实际上是二极管整流电路加上升压型斩波电路构成的。典型单相有源PFC电路如图2-1所示,其主要原理波形如图2-2所示。
给定信号 和实际的直流电压 比较后送入PI调节器,得到指令信号 , 和整流后正弦电压相乘得到输入电流的指令信号 ,该指令信号和实际电感电流信号比较后,通过滞环对开关器件进行控制,便可使输入直流电流跟踪指令值,这样交流侧电流波形将近似成为与交流电压同相的正弦波,跟踪误差在由滞环环宽所决定的范围内。

功率因数校正(论文)

功率因数校正(论文)
有源功率因数校正技术是在整流器和滤波电容之间增加一个DC/DC开关变换器。其主要思想如下:选择输入电压为一个参考信号,使得输入电流跟踪参考信号,实现输入电流的低频分量与输入电压为一个近似同频同相的波形,以提高功率因数和抑制谐波:同时采用电压反馈,使输出电压为近似平滑的直流输出电压。简而言之,有源功率因数校正技术的目的是使输入电流跟踪输入电压,并使输出电压稳定。
Keyword:powerfactor correction, rectifier,UC3854
第一章 引 言
1.1
随着电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通和家庭中的应用日益广泛,而谐波所造成的危害也日益严重,这己经严重阻碍了电力电子技术的发展。
从220V交流电网经整流供给直流是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案。在含有AC/DC变换器的电力电子装置中,DC/DC变换器或DC/AC变换器的供电电源一般是由交流市电经整流和大电容滤波后得到较为平直的直流电压。大家都知道整流器——电容滤波电路是一种非线性元件和储能元件的结合,因此,虽然输入交流电压是正弦波,而输入交流电流却是一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流,波形严重畸变。对这种畸变的输入电流进行傅立叶分析,它除含有基波外,还含有大量的高次谐波分量。这些高次谐波倒流入电网,引起严重的谐波“污染”,造成严重危适应了电力电子技术的发展方向,近年来受到广泛重视。目前,国内外在PFC控制技术、数学模型的建立、检测手段等方面都作了大量的研究。对于小功率(100 W以下)AC-DC开关电源,现在国内外正在研究单级高功率因数电路(APFC电路和开关电源只用一级电路构成),功率因数可达0.9,而成本只增加5%。
国际产业界也开发研制出许多专用APFC控制芯片,UNITRODE,TOKO、MICROLINER,MOTOROLA等国际知名IC公司生产的APFC控制IC达64种之多,极大的简化了有源功率因数电路的设计,推动了APFC技术的发展和应用。

(完整版)CCM的PFC设计

(完整版)CCM的PFC设计

传统的工频交流整流电路,因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压,所以使电网的电流波形变成了尖脉冲,滤波电容越大,输入电流的脉宽就越窄,峰值越高,有效值就越大。

这种畸变的电流波形会导致一些问题,比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。

功率因数校正电路的目的,就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。

使电源的工作特性就像一个电阻一样,而不在是容性的。

目前在功率因数校正电路中,最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。

而按照输入电流的连续与否,又分为DCM、CRM、CCM模式。

DCM模式,因为控制简单,但输入电流不连续,峰值较高,所以常用在小功率场合。

CCM模式则相反,输入电流连续,电流纹波小,适合于大功率场合应用。

介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式,这种模式通常采用变频率的控制方式,采集升压电感的电流过零信号,当电流过零了,才开通MOS管。

这种类型的控制方式,在小功率PFC电路中非常常见。

今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。

要设计一个功率因数校正电路,首先我们要给出我们的一些设计指标,我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例:已知参数:交流电源的频率fac——50Hz 最低交流电压有效值Umin——85Vac 最高交流电压有效值Umax——265Vac输出直流电压Udc——400VDC 输出功率Pout——600W 最差状况下满载效率η——92%开关频率fs——65KHz 输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V那么我们可以进行如下计算:1,输出电流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A2,最大输入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W3,输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A4,那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A5,高频纹波电流取输入电流峰值的20%,那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A6,那么输入电感电流最大峰值为:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A7,那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH8,输出电容最小值为:Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF,实际电路中还要考虑hold up时间,所以电容容量可能需要重新按照hold up的时间要求来重新计算。

Boost功率因数校正电路的研究要点

Boost功率因数校正电路的研究要点

电力电子技术实验报告姓名:王大伟题目: Boost 功率因数时间:二〇〇九年七月十二日实验 Boost 功率因数校正电路的研究一、实验目的1、掌握Boost 功率因数校正电路的工作原理。

2、熟悉UC3854器件的内部结构与工作原理。

3、了解Boost 功率因数校正电路的调试和方法。

二、实验电路实验电路如图1所示:LN图1 Boost功率因数校正电路三、实验设备图1中各元件及焊接板 1套灯箱 1个数字示波器 1台万用表 1部四、实验原理Boost 功率因数校正电路的首要任务是利用Boost 变换器将沿正弦半波曲线上升和下降的不同输入电压转换成稳定的,比输入正弦电压幅值稍高的直流输出电压。

根据图1,其工作原理是:在周期T 内开关管Q1导通一段时间Ton ,电感L 储能。

当Q1关断时,L 的极性颠倒,L 同名端的电压Vo 上升到高于输入电压Vin 。

Q1关断时,在Ton 期间存储在L 的能量通过D3传给负载和电容C2。

这种Boost 变换器的输入—输出电压关系式为TT Vin V on o /1-=在整个正弦电压的半个周期里,导通时间由PFC (UC3854)控制芯片控制,它检测Vo 并利用误差放大器将检测值与内部基准电压比较,通过负反馈来设置Ton ,从而使Vo 保持定值不变。

Boost 功率因数校正电路的第二个任务是检测输入电网的电流并使它变为与输入电网电压同相位的正弦波,即实现输入电网电流的正弦化。

这也由调整Boost 变换器的导通时间来实现,导通时间由负反馈决定,通过采样电阻Rs 将实际电网电流采样并与基准正弦波电流比较,这两个正弦波的差值是误差电压,由误差电压来调节导通时间使两个正弦波具有相同的幅值。

五、电路设计1、UC3854内部结构及原理(1)UC3854引脚功能说明 UC3854 引脚功能如表1所示。

表1 UC3854的引脚(端)功能(2)UC3854的电路框图UC3854的工作原理框图如图2所示图2 UC3854的电路框图(3)UC3854内部工作框图UC3854内部结构如图3所示:图3 UC3854内部结构2、元器件选择及参数计算(1)采样电阻Rs 的选择流过Rs 的最大电流Ipk 为: (min2(min2in o in in pkV E P V P I⨯⨯=⨯=在低电网电压时Rs 压降不能低于1V, 也就是说Rs 的压降为1V. 即:pkI Rs 1=当Po=250W, E=85%, Vin(min )=90V时, Pin=250/0.85=294,A Ipk61. 49029441. 1=⨯=Rs=1/4.61=0.22Ω,取Rs 为0.25Ω。

CCM功率因数校正电感器设计与粉芯

CCM功率因数校正电感器设计与粉芯

Pout 330 I max 2 2 5.46A Vinmin 90 0.95
Inductor Current calculation

Set the Ripple current to 50% Imax when input is 50% of output voltage, then the deltaI=2.7A and:
L AL N 2 30.3 103 1352 0.55m H
• The minimum inductance requirement of 0.5 mH has been achieved with the dc bias.
Core Selection and Analysis
Core Selection and Analysis
• 6. Multiply the minimum AL 56.12 mH by 0.54 yields 30.3 mH. • The inductance of this core with 135 turns and 82 oersteds of dc bias will be 0.55 mH.
CCM Inductor in PFC Circuit
Normally, a boost circuit will be used for the power factor correction, inductor in active PFC circuit is a really choke, and it is very significant because the energy is carry by the choke from input to output circuit. The key point of designing PFC choke is: 1. Will not saturate at maximum peak current. 2. The loss can be accepted accordance to the temperature rise.

功率因数校正电路设计

功率因数校正电路设计

功率因数校正电路设计功率因数校正电路(Power Factor Correction Circuit)是一种用于改善电源功率因数的电路。

在交流电源中,设备的功率因数是指其消耗的有用功率与总功率的比值。

功率因数接近1时,表示设备有效地利用了电能,减少了无功功率的浪费。

而功率因数低于1时,会导致无功功率的增加,降低能源利用效率,增加电网的负荷。

无源型功率因数校正电路是通过电感元件和电容元件的串联或并联组合实现的。

串联结构一般采用谐振方式,通过调整电感和电容元件的数值以及频率,使输入电流与输入电压保持相位一致,从而提高功率因数。

并联结构则通过在输入电压和电流之间添加电感和电容元件,形成谐振回路,使电流保持相位一致。

无源型功率因数校正电路的优点是结构简单,成本低,但受到电源电压变化的影响较大,功率因数校正效果相对较差。

有源型功率因数校正电路是通过电子器件(如晶体管或功率集成电路)进行控制实现的。

控制器(Controller)通过检测输入电流和电压,生成相应的控制信号,控制电子器件的导通与关闭,实现对输入电流波形的调整和控制。

通过精确控制电流波形的相位和振幅,使输出电流与输入电压保持相位一致,从而提高功率因数。

有源型功率因数校正电路的优点是校正效果好,稳定性高,能够适应不同的输入电压和负载变化,但成本相对较高。

在实际设计中,选择合适的功率因数校正电路取决于具体的应用场景和需求。

常见的应用场景包括办公室、工厂、家庭等,需要根据电源的特点、负载的类型和要求来选择合适的校正电路。

同时还需要考虑到成本、效率、可靠性等因素进行综合评估和权衡。

总之,功率因数校正电路的设计是一项复杂的任务,需要综合考虑电源特性、负载需求和实际应用场景等多种因素,以达到提高功率因数、降低无功功率浪费的目的。

通过合理选择无源型或有源型电路,可以实现对输入电流的调整和控制,从而提高能源利用效率,减少电网的负荷,为节能和可持续发展做出贡献。

CCM单相boost功率因数校正系统的分析与研究 (2)

CCM单相boost功率因数校正系统的分析与研究 (2)

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一、文章缺少对boost电路的分析
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单相boost功率因数校正电路pi参数设计课程设计

单相boost功率因数校正电路pi参数设计课程设计

单相boost功率因数校正电路pi参数设计课程设计单相Boost功率因数校正电路的PI参数设计是一个相对复杂的任务,涉及到电力电子、控制理论、和电路设计等多个领域。

以下是一个基本的步骤和考虑因素,可以帮助你完成这个课程设计。

1. 理解Boost PFC电路的工作原理:首先,你需要理解Boost PFC电路的工作原理,包括其输入和输出电压、电流波形,以及电感和电容的能量储存和转换。

2. 选择合适的PI参数:在Boost PFC电路中,PI参数(比例增益P和积分增益I)对系统的性能有重要影响。

你需要根据系统的动态特性和稳态特性,选择合适的PI参数。

3. 设计控制算法:你需要设计一个合适的控制算法来调节Boost PFC电路的输出电压或电流,以实现功率因数校正。

常用的控制算法包括比例控制、比例-积分控制、比例-积分-微分控制等。

4. 建立数学模型:你需要建立一个描述Boost PFC电路的数学模型,包括电力电子器件的动态模型、电感和电容的储能模型、以及控制系统的数学模型。

5. 进行仿真研究:使用仿真软件(如Simulink)对建立的数学模型进行仿真研究,以验证控制算法的有效性和PI参数的合理性。

6. 实验验证:在实验平台上进行实际的Boost PFC电路实验,验证控制算法和PI参数设计的有效性。

7. 分析实验结果:对实验结果进行分析,找出可能存在的问题和改进的方向。

8. 撰写课程设计报告:将整个课程设计的过程、方法、结果和结论整理成报告,以供老师和同学评阅。

请注意,这只是一个基本的步骤和考虑因素,具体的实现过程可能会根据你的具体需求和条件有所不同。

在设计过程中,你可能需要查阅相关的文献资料,或者寻求导师和同学的帮助。

本科毕业设计(论文)(Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计)

本科毕业设计(论文)(Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计)

本科毕业设计(论文)(Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计)(王志彬)燕山大学2010年6 月本科毕业设计(论文)(Boost型功率因数校正电路及其控制系统设计)学院(系):电气工程学院专业:应用电子学生姓名:王志彬学号: 050103030194指导教师:漆汉宏答辩日期: 2010-6-25燕山大学毕业设计(论文)任务书注:表题黑体小三号字,内容五号字,行距18磅。

(此行文字阅后删除)摘要近几十年来,由于大功率电力电子装置的广泛使用,使公用电网受到谐波电流和谐波电压的污染日益严重,功率因数低,电能利用率低。

为了抑制电网的谐波,提高功率因数,人们通常采用无功补偿﹑有源﹑无源滤波器等对电网环境进行改善。

近年来,功率因数校正技术作为抑制谐波电流,提高功率因数的行之有效的方法,备受人们关注。

功率因数校正(简称PFC)技术是电力电子技术的重要组成部分,并已经在越来越多的领域得到应用。

上世纪九十年代以来,PFC控制技术越来越多的引起人们的关注。

许多控制策略运用于PFC电路中,如平均电流控制﹑峰值电流控制﹑滞环控制等。

本文在参阅国内为大量文献的基础上,综合了近年来国内外功率因数校正的发展状况,简要分析了无源功率因数与有源功率因数的优﹑缺点,并详细分析了有源功率因数校正的基本原理和控制方法,选择BOOST变换器为主电路拓扑,采用平均电流控制的UC3854A控制器。

本文功率因数校正电路的设计,使电路的功率因数得到了明显改善,达到了设计要求,同时电路的总谐波畸变因数控制在了一定的范围,减少了对电网的污染。

根据参数,基于PAPICE环境下对功率因数前后的电路进行了仿真。

关键词功率因数校正 BOOST变换器平均电流控制仿真AbstractThe harmonic for voltage and current,lower power factor and lower power efficiency of public power system is serious increasingly because of much big power electronic equipment in resent ually,reactive compensation,filters for active of power system.But the power factor correction technique is research because it is an effective method to control harmonic and improve power factor by recent years.Nowadays PFC(Power Factor Correction)inverters that are being used in many filds play an important role in the life.It is used in many applications.During the last decade, there has being a large interest in PFC.Many control methods are explored,including average control, peak current control,hysteretic control,etc. The development for power factor correction both here and abroad in recent years is summarized and the good and bad characteristics for reactive and active power factor correction is analyzed briefly and the basic principle and control methods of active power factor correction is analyzed detailed after read a mass of literatures both here and abroad.The main BOOST converter and UC3854 controller is designed and elements of main and control circuit.The power factor of circuit is improved obviously and satisfied design require after power factor correction and the total harmonic distortion for current is controlled in a band,so the harmonic for voltage and current is reduced.The cicuit was simulated based on MATLAB according to these parameters and correctness of the design is proved firstly after used compare simulation waves.Keywords PFC(power factor correction)BOOST converter Average current control Simulation目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2谐波电流对电网的危害 (2)1.3研究的主要内容 (3)第2章功率因数校正 (4)2.1功率因数 (4)2.1.1 功率因数的定义 (4)2.1.2功率因数校正的基本原理 (6)2.2功率因数校正的一般方法 (7)2.2.1无源功率因数校正 (7)2.2.2有源功率因数校正 (8)2.3功率因数校正技术的发展趋势 (10)2.3.1 APFC控制电路硬件的发展趋势 (10)2.3.2两级PFC技术的现状和发展趋势 (11)2.3.3单级PFC技术的现状和发展 (11)2.3.4三相PFC技术的发展 (12)2.4本章小结 (12)第3章单项功率因数校正技术 (13)3.1B OOST型PFC电路的构成及特点 (13)3.1.1Boost型PFC电路的构成 (13)3.1.2 Boost型PFC的特点 (14)3.2B OOST型有源功率因数校正的控制方法 (15)3.2.1电流峰值控制法 (15)3.2.2平均电流控制法 (17)3.2.3滞环电流控制法 (18)3.3UC3854A简介 (19)3.3.1 UC3854A的主要特点 (20)3.3.2 UC3854A的内部结构 (20)3.3.3 引脚说明 (22)3.4本章小结 (25)第4章仿真Boost型功率因数校正电路 (25)4.1主电路参数设置 (26)4.1.1 额定参数 (26)4.1.2 主要电气参数 (26)4.1.3 升压电感的计算 (28)4.1.4 输出电容的计算 (28)4.1.5 功率元件 (29)4.1.6 Cr、Cs、Lr及VD1、VD2、VD3 (29)4.2控制电路 (29)4.2.1 控制电路的结构 (29)4.2.2 电路工作原理 (31)4.2.3 控制电路的设计 (32)4.3开环电路仿真 (37)4.4闭环仿真 (39)4.4.1 电压控制环路部分 (39)4.4.2 电流控制环路部分 (39)4.4.3仿真电路构成 (40)4.4.4闭环仿真波形及分析 (41)4.4.5 仿真结果分析 (42)4.5本章小结 (42)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录1 (I)附录2 (V)附录3 (IX)附录 4 (XVII)第1章绪论1.1 课题背景随着工业现代化和电气化的进展,人们对电能质量的要求越来越高。

新型Boost功率因数校正电路设计

新型Boost功率因数校正电路设计
和 负载间环 流 。谐 振 电容通 过开关 释放能 量 。见 图2
( )。 C
信息系统工程 l2 1.2 01 . 70
2 7

S SP A ~ E 系 Y R C I 统实践 I C
模式4t 4:在t [ ,t 3 ] , 时刻 ,电容两端 电压v 变为e 电 D , .
提高了效率 。 。 。 本 文就是根 据这种思路设计 了一种新型 的B o t os 功
率 因数校正 电路 。论 文详细分析 了工作原理 ;给 出了软 开关 的实现条件和参数设计方法 ;最后通过软件仿真和
搭建实验电路验证 了电路结构的正确性 。
豌 醯
二 、 电路 工作 过 程分析
S S P C I E 系统 实践 Y RA TC

新型B o t o s 功率因数校正电路设计
◆潘 建

摘要 :本 文提 出一种新 型B ot 率 因数校正 电路 ,其 电路拓扑 结构 由传统 os 功 B ot F 和一个缓冲电路组成。缓 冲电路通过辅助 电感 ,电容和辅助二极 管使得 o sP C 电路 工作在Z S C 条件下。论文分析新 电路的运行原理 ,给 出了实验结果。 V 和Z S 关键词 :功率因数校正;软开关 ;B ot os 变换 器;Z S C V ;Z S
期 的某一倍数 ( < < )。 Oa 1
< 仅 ( ) 3
参数 决 于开关 管 的暂 态 导通 和关 断 时 间 以及 取 设定 占空 比D的范 围 ( 由于篇 幅有 限 ,这 里不 多做讨
感 电流i 性减少并在 线 时刻降为零 。见图2( d)。
模 式 5t,t :在 t 刻开始 电感L 上电流 i达 到 I ] 时 , , 零 ,二极管D 、D, 2 关断 ,v保 持在一, 图2( )。 0 e 。见 e 模式6t :在t [ ,t 】 时刻 ,开关联 断 。谐振 电容 限制 了开关两端 电压 的下 降率 ( ),使得开关 / 实 现Z S V 关断。电感L 向谐振电容C充 电,至 开始 r 时刻谐

功率因数校正电路仿真电力电子课程设计说明书

功率因数校正电路仿真电力电子课程设计说明书

目录摘要 (1)1 设计任务及要求 (2)1.1初始条件 (2)1.2主要任务 (2)2 功率因数校正的原理 (3)2.1功率因数校正的必要性 (3)2.2功率因数(PF) (4)2.3功率因数和谐波的关系 (4)2.4改善开关电源功率因数及谐波问题的方法 (5)2.5 CCM Boost功率因数校正原理 (5)2.6有源功率因数校正控制方法 (6)3 UC3854芯片介绍 (9)3.1 UC3854简介 (9)3.2 UC3854引脚功能概述 (10)4功率因数校正电路原理图 (13)5基于UC3854的PFC电路的仿真 (14)5.1仿真模型的建立 (14)5.2电路参数 (14)5.3仿真结果及分析 (15)小结思考 (17)参考文献 (18)本科生课程设计成绩评定表摘要当前单相APFC技术已完全成熟,应用到开关电源中可提高功率因数至0.98以上,成为许多开关电源的必备前级,应用日益广泛。

快速高效地设计出满足系统要求的APFC已成为工程技术人员必须面对的问题。

MATLAB强大的信号分析处理能力对高效地设计APFC 及整定各个环节的参数带来了极大便利。

根据功率因数校正的原理和特点,建立了一种基于Matlab的功率因数校正电路的仿真模型,详细介绍了模型的建立过程并给出了具体的算法,最后对功率因数校正电路进行了参数仿真,并对建立的模型作了验证。

仿真结果表明,运用Matlab中的SimPowerSystems 模块对复杂的电路进行仿真分析和研究,不失为一种准确、直观有效的方法。

功率因数校正PFC(Power Factor Correction)是治理谐波污染的一种有效方法。

论文介绍了有源功率因数校正(APFC)电路的工作原理。

该电路采用平均电流模型UC3854,它通过脉宽调制输出的一连串脉冲信号来控制电路中开关晶体管的导通与截止,从而将输入电流与输出电压的相位重新调整到同相状态,最终达到功率因数校正的目的。

(完整word版)基于CCM的单相BoostPFC电路的设计与仿真

(完整word版)基于CCM的单相BoostPFC电路的设计与仿真

基于CCM的单相Boost PFC电路的设计与仿真摘要近年来,为了避免“电网污染”,如何抑制谐波电流、提高功率因数成了备受关注的问题,而有源功率因数校正技术正是行之有效的方法。

尤其是在单相Boost型电路中得到了广泛的应用。

它是在桥式整流器与负载接一个DC-DC变换器,应用控制电路的电压电流双环反馈,使电网输入电流波形趋于正弦化且相位保持与输入电压相同,从而大幅降低THD,使得PF接近于1。

交流输入电压通过全桥后,得到全波整流电压,再经过MOS管的开关控制使输入电流自动跟随输入电压基准的正弦化脉动,并获得稳定的升压输出,给负载提供直流电压源。

本文先简要介绍了功率因数校正技术的现状与发展,着重讨论了有源功率因数校正的原理、拓扑结构、控制方式等内容,然后对控制器UC3854进行了简单的构造分析,最后设计出基于UC3854芯片CCM工作模式的Boost PFC电路。

关键词:有源功率因数校正,Boost变换器,电流连续模式,平均电流控制,UC3854ABSTRACTIn recent years, in order to avoid "grid pollution", how to suppress the harmonic current, improve the power factor has become a concern, and active power factor correction technology is an effective method. Especially in single-phase Boost-type circuit has been widely used. It is in the bridge rectifier and the load connected to a DC-DC converter, the application of the control circuit voltage and current double loop feedback, so that the grid input current waveform tends to be sinusoidal and phase to maintain the same with the input voltage, thereby significantly reducing the THD, making PF close In 1. AC input voltage through the full bridge, the full-wave rectifier voltage, and then through the MOS tube switch control so that the input current automatically follows the input voltage reference sinusoidal pulsation, and obtain a stable boost output to the load to provide DC voltage source.In this paper, the present situation and development of power factor correction technology are briefly introduced. The principle, topology and control mode of active power factor correction are discussed emphatically. Then, the simple structure analysis of controller UC3854 is carried out. Finally, Chip CCM operating mode Boost PFC circuit.Keywords: Active Power Factor Correction, Boost converter, Current Continuous Mode, Average current control, UC3854目录1绪论 (1)1.1 功率因数校正的背景意义 (1)1.2 功率因数校正的发展概述 (1)1.3功率因数校正的实现方法分类 (2)1.3.1按PFC电路使用的元器件分类 (2)1.3.2 按供电方式分类 (2)1.3.3 按PFC电路的级联方式分类 (2)1.3.4 按PFC电路的电路拓扑结构分类 (2)1.4 本文所做的主要工作 (2)2 功率因数校正原理 (4)2.1 功率因数 (4)2.1.1 功率因数的定义 (4)2.1.2 功率因数与总谐波失真系数(THD)的关系 (4)2.1.3功率因数校正的任务 (4)2.1.4电源电流波形失真原因简析 (5)2.2 有源功率因数校正的基本原理 (5)2.3 有源功率因数校正的拓扑结构 (6)2.4 有源功率因数校正的工作模式及控制方式 (7)2.4.1电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM) (7)2.4.2电流临界模式(Boundary Conduction Mode,BCM) (8)2.4.3电流连续模式(Continuous Current Mode,CCM) (9)3 PFC主电路主要元器件的参数设计 (13)3.1本PFC电路的设计指标 (13)3.2 Boost变换器的工作原理 (13)3.3主电路元器件的参数设计 (15)3.1.1开关频率的选择 (15)3.1.2升压电感的选择 (15)3.1.3输出电容的选择 (15)3.1.4开关管和二极管的选择 (16)4基于UC3854控制电路的设计 (17)4.1 UC3854控制器概述 (17)4.2 UC3854控制器的内部结构和功能特点 (17)4.2.1 UC3854控制器的内部结构 (17)4.2.2 UC3854控制器的功能特点 (18)4.3 UC3854控制电路各参数设计 (19)4.3.1 电流感测电阻的选择 (19)4.3.2 峰值电流限制 (19)4.3.3 前馈电压信号 (20)4.3.4 乘法器的设定 (20)4.3.5 乘法器的输入电流 (20)4.3.6 乘法器的输出电流 (20)4.3.7 振荡器的频率 (21)4.3.8 电流误差放大器的补偿 (21)4.3.9 电压误差放大器的补偿 (22)4.3.10 前馈电压滤波电容 (22)4.4 UC3854的仿真电路及仿真波形展示 (24)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1 功率因数校正的背景意义世界工业化进程的加快,使得市面上用电设备的样式越来越多、它们的容量也越来越大。

有源功率因数校正

有源功率因数校正

有源功率因数校正(APFC)原理说明本次设计采用boost升压式电路,并采用平均电流控制法(CCM),基于功率因数校正芯片UC3854设计的。

首先看下流程图:这个电路的主要部分是在元件UC3854和BOOST电路。

上图是UC3854的内部结构图。

其主要参数是它的乘法器。

乘法器是功率因素校正器的核心电路。

乘法器电路同时具有三个输入信号:控制电流,输入端电压,输出端电压。

最后,乘法器会输出一个电流。

BOOST电路:有储能电感,高频功率开关管,二极管和电容组成。

Boost 升压型变换器具有电感电流连续、储能电感能抑制RFI 和E.MI 噪声、流波形失真小、输出功率大及驱动电路简单等优点,因此常被用来作为有源功率因数正主电路拓扑。

工作原理:主电路由二极管桥式整流电路与Boost升压型DC-DC变换器组成,控制电路主要由UC3854芯片组成,包括基准电压Ur、电压误差放大器V A、电路误差放大器CA、乘法器M、脉宽调制器PWM及驱动器。

首先,交流电通过全波整流后变成直流电,为双半波正弦信号。

其次,输入电压Uo与基准电压Ur比较后,误差信号经过误差发达器放大后送入乘法器,与全波整流电压取样信号共同送到乘法器输入端,相乘后形成基波电流信号输出,基波电流信号与电流反馈信号经电流误差放大器CA相比较后输出信号,再与锯齿波信号相比较后形成PWM信号驱动功率开关管VT工作。

由于全波整流电压信号Udc为双半波正弦信号,稳定时电压误差放大器输出信号恒定,所以乘法器输出的基准电流信号波形和二极管桥式整流输出电压信号一致,也是双半波正弦信号,与高频的锯齿波信号比较后形成高频的PWM信号驱动开关管VT,可以迫使电感电流信号即输入电流信号在每个周期内按正弦规律变化,且与电路输入电压信号同相位,从而使输入电流跟踪输入电压,尽可能消除电流与电压的相位差,从而实现功率校正,提高功率因数,使功率因数近似为1。

本次设计参照原理图。

BOOST功率因数校正器在三种工作模式下特性的比较

BOOST功率因数校正器在三种工作模式下特性的比较
(3) 从图 5 可知 ,对于 CCM 情况 , 总的谐波失真较 小 ,输入 EMI 滤波器设计容易 , 电磁干扰较小 。而对于 DCM 和 CRM 情况 ,总的谐波失真大 ,输入 EMI 滤波器不 容易设计 ,电磁干扰较大 。
图 5 总的谐波失真比较 图 5 中蓝线为 DCM 和 CRM 情况 ,绿线为 CCM 情况 (4) 对于 CCM 情况 ,环路补偿和调试比较复杂 ,而对 于 DCM 和 CRM 情况 ,环路补偿和调试比较简单 。
开关管损耗 Pq rms
2 · 2 ·Pin V acmin
2 V
·Pin
acmin
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+
0.
1
·
2 V
·Pin
acmin
0
2
·
2V
Pin
acmin
·
1 6
-
4 · 2 ·V acmin 9 ·πV out
I q rms 2 ·Rdson
2 ·Pin V acmin
-
0. 1
·
2 ·Pin V acmin
图 1 典型的开关电源桥式整流
3 三种工作模式的特性比较 在所有基本拓扑电路中 ,以 BOOST 拓扑最适合做功
率因数校正电路 。BOOST 功率因数校正器可以工作在 3 种模式下 ,即 DCM ,CRM 和 CCM 。 3. 1 损耗分析比较
他们的电感电流波形如图 2 所示 。 由图 2 和图 3 可以看出 ,他们最主要的差别是电流的 幅值 ,从而影响了功率损耗和纹波大小 。CRM ,DCM 模
因此从上式可以看出 ,即使在给定的输入电压和负载 条件下 ,开关频率也将随着输入线电压的瞬间变化而发生 变化 ,设计上可以按最小开关频率来计算 ,让此时的电感 量满足预期的输出目标 ,而最小频率又发生在线电压的波 峰 ,即此时的 sin (ωt) = 1 ,所以得到计算电感量的计算公 式为 :

功率因数校正(PFC)技术综述

功率因数校正(PFC)技术综述

功率因数校正(PFC)技术综述摘要:消除电网谐波污染,提高功率因数是电力电子领域研究的一个重大且很有实际价值的课题。

本文介绍了电网谐波污染问题和谐波抑制的方法;指出了功率因数校正的目的和意义;回顾了功率因数校正技术的发展概况、研究现状和未来的发展方向。

1 引言高效无污染地利用电能是目前世界各国普遍关注的问题。

根据统计,实际应用中有70%以上的电能要经过电力电子装置进行转换才能被利用,而在电力电子换流装置中,整流器约占90%,且大多数采用了不控或相控整流,功率因数低,向电网注入大量高次谐波,极大地浪费了电能。

电力系统谐波的来源主要是电网中的电力电子设备,随着此类设备装置的广泛应用,给公用电网造成严重污染,谐波和无功问题成为电器工程领域关注的焦点问题。

为了减轻电力污染的危害程度,许多国家纷纷制定了相应的标准,如国际电工委员会的谐波标准IEEE555-2和IEC-1000-3-2等,这些都有力地促进了学术界和工程界对谐波抑制的研究。

解决谐波污染的主要途径有两条:一是对电网实施谐波补偿,二是对电力电子设备自身进行改进。

前者包括对电力系统的无源滤波和有源滤波(APF),后者包括对电力电子装置的无源和有源功率因数校正,相比而言,后者是积极的方法。

电力电子装置的有源功率因数校正(APFC或PFC)从上个世纪80年代中后期以来逐渐成为电力电子技术领域研究的热点。

功率因数,是对电能进行安全有效利用的衡量标准之一。

从最初的因为大量感性负载投入电网带来的无功损耗,到后来的因为各种非线性整流装置投入电网带来的谐波污染,再到现在的电力电子装置尤其是开关电源的广泛使用而带来的大量谐波对电网的危害,功率因数校正技术走过了从无功功率补偿到无源、有源滤波、再到有源功率因数校正和单位功率因数变换技术的发展历程。

功率因数校正技术的发展,成为电力电子技术发展日益重要的组成部分,并成为电力电子技术进一步发展的重要支撑。

目前,单相功率因数校正技术的研究比较多,在电路拓扑和控制方面都相当成熟,而三相功率因数校正的研究则相对较晚较少。

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摘要 (1)1设计任务及要求 (2)1.1初始条件 (2)1.2要求完成的主要任务 (2)2功率校正的意义 (2)2.1 功率校正的原因 (2)2.2 AC/DC变换器输入电流的谐波分析及危害 (3)3功率因数校正原理 (4)3.1功率因数(PF)的定义 (4)3.2 PF与功率因数的关系 (5)3.3有源功率因数校正方法分类 (5)4有源功率因数校正的实现 (7)4.1 UC3854控制集成电路 (7)4.1.2 UC3854中的前馈作用 (9)4.2 UC3854的典型应用电路 (11)4.3 功率因数校正原理图 (12)4.4 主电路设计 (12)4.4.1 升压电感设计 (12)4.4.2 输出电容 (13)4.4.3 选择功率管MOSFET及续流二极管 (13)5 基于UC3854的MATLAB仿真 (14)5.1 仿真模型连接 (14)5.2仿真结果 (15)6 小结与体会 (16)参考文献 (17)摘要本文设计了一种高功率因数、低电磁干扰的单级CCM-BOOST功率因数校正电路。

首先对有源功率因数校正电路进行了详细的分析。

基于对有源功率因数校正电路的双级式和单级式结构的特点比较,本文采用了单级式的电路结构。

选择Boost电路为有源功率因数校正电路的主电路,给出了Boost电路的组成并分析了它的工作过程。

在此基础上本文采用连续导电工作模式(CCM)和平均电流控制策略,并应用UC3854作为有源功率因数校正电路的控制芯片。

对UC3854芯片的工作原理及各引脚功能作了介绍,对相应的控制部分的控制输入、乘法器、电压环和电流环部分进行了详细的分析。

在上述对有源功率因数校正电路做了优化基础上,在输入电压为市电220V/50 Hz条件下,对有源功率因数校正电路进行优化,输出400V直流电,并应用MATLAB软件进行了仿真计算。

仿真结果与理论设计比较,两者相当一致,表明了本文所做的工作的正确性。

关键词:CCM-BOOST 功率校正 UC3854 MATLAB仿真CCM-BOOST功率因数校正电路仿真1设计任务及要求1.1初始条件输入交流电源:单相220V,频率50Hz。

1.2要求完成的主要任务1、基于CCM-BOOST方式实现功率因数校正,输入功率因数达到0.99。

2、输出直流电压:400V,输出功率250W。

3、建立功率因数校正电路Matlab仿真模型或者saber模型。

4、进行仿真,得到交流侧输入电压电流波形。

2功率校正的意义2.1 功率校正的原因电力电子装置的大量应用给电力系统注入了越来越多的谐波,使系统的功率因数降低,造成电网供电质量下降,干扰周围电气设备正常运行,这一问题已引起人们极大的重视。

如何抑制这些谐波,改善供电质量己成为一个重要的研究课题。

在电力电子装置中,开关功率变换器的功率因数校正及控制就是该领域的一个重要方面。

目前,这一重要课题研究中,常用的是基于Boost电路的功率因数校正(Power Factor Correction)技术,本次课设设计了有源功率因数校正电路。

本章以AC/DC变换器为例,分析了普二极管整流电路产生谐波电流的原因及谐波电流的危害,引出了非正弦电路中谐波和功率因数的关系,介绍了抑制谐波和提高功率因数的途径,得出了本文提高AC/DC变换器输入端功率因数的策略及有源功率因数校正技术。

2.2 AC/DC变换器输入电流的谐波分析及危害传统的AC/DC电能变换器和开关电源,其输入电路普遍采用了图1.1所示的全桥二极管不控整流方式。

虽然不控整流器电路简单可靠,但它们会从电网中吸取高峰值电流,使输入端电流和交流电压均发生畸变。

大量电气设备自身的稳压电源,其前置级电路实际上是一个峰值检波器,高压电容滤波器上的充电电压使整流器的导通角减小3倍,电流脉冲变成了非正弦的窄脉冲,因而,如图1.2所示,在电网输入端产生了失真很大、时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流。

输入电流中谐波的主要危害有:1)使电容器的正常阻抗减小,造成电容器的负荷增大,甚至被烧毁。

2)使电子设备正常工作受到影响、对通讯设备产生信号干扰、继电保护装置发生误动作。

3)谐波倒流入电网,引起严重的谐波“污染”及母线上的电压畸变,干扰其它设备的正常运行。

4)谐波电流通过电机、变压器,将增大铁损,使电机、变压器铁芯过热,还会产生附加谐波转矩、机械振动等。

这些都严重影响电机的正常运行,缩短了它的使用寿命。

另外,严重的电流畸变使输入电流有效值变大,电流的集肤效应增强,导致了电网中产生附加损耗。

3功率因数校正原理3.1功率因数(PF )的定义功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。

功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。

功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大, 增加了线路供电损失,因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。

在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数(PF )是有功功率(P )和视在功率(S )的比值,即 φγφφCOS COS COS 11====I I UI UI S P PF式中cos φ——功率因数;P ——有功功率,kW ;S ——视在功率,kV .A ;U ——用电设备的额定电压,V ;I ——用电设备的运行电流有效值,A ;1I ——用电设备电流基波电流,A ;γ——输入电流波形畸变因数。

所以功率因数可以定义为输入波形畸变因数()与相移因数()的乘积,可见功率因数(PF )由电流失真系数()和基波电压、基波电流相移因数()决定。

由于常规整流装置常使用非线性器件(如可控硅、二极管),整流器件的导通角小于180o ,从而产生大量谐波电流成份,而谐波电流成份不做功,只有基波电流成份做功。

所以相移因数()和波形畸变因数()相比,输入波形畸变因数()对供电线路功率因数(PF )的影响更大。

3.2 PF与功率因数的关系3.3有源功率因数校正方法分类1.按电路结构分(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,谐波失真小,效率高,但是输出电压高于输入电压,应用最为广泛。

它具有以下优点:(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。

2.按输入电流的控制原理分①平均电流型:工作频率固定,输入电流连续(CCM),波形如图1(a)所示。

这种控制方式的优点是:(1)恒频控制。

(2)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。

(3)能抑制开关噪声。

(4)输入电流波形失真小。

主要缺点是:(1)控制电路复杂。

(2)需用乘法器和除法器。

(3)需检测电感电流。

(4)需电流控制环路。

②滞后电流型:工作频率可变,电流达到滞后带内发生功率开关通与断操作,使输入电流上升、下降。

电流波形平均值取决于电感输入电流,波形图如图1(b)所示。

③峰值电流型:工作频率变化,电流不连续(DCM),工作波形图如图1(c)所示。

DCM采用跟随器方法具有电路简单、易于实现的优点,但存在以下缺点:(1)功率因数和输入电压Vin与输出电压VO的比值有关。

即当Vin变化时,功率因数PF值也将发生变化,同时输入电流波形随的加大而THD变大。

(2)开关管的峰值电流大(在相同容量情况下,DCM中通过开关器件的峰值电流为CCM的两倍),从而导致开关管损耗增加。

所以在大功率APFC电路中,常采用CCM方式。

④电压控制型。

工作频率固定,电流不连续,工作波形图如图1(d)所示。

图1 输入电流波形图4有源功率因数校正的实现下面以常见的美国TI公司生产的APFC用集成电路UC3854介绍其性能特点、工作原理与典型应用电路。

4.1 UC3854控制集成电路4.1.1 UC3854引脚功能UC3854 引脚功能如表3-1所示。

表3-1 UC3854的引脚功能引脚号引脚符号引脚功能(1) GND接地端,器件内部电压均以此端电压为基准(2) PKLMT峰值限定端,其阈值电压为零伏与芯片外检测电阻负端相连,可与芯片内接基准电压的电阻相连,使峰值电流比较器反向端电位补偿至零(3) CAout电流误差放大器输出端,对输入总线电流进行检测,并向脉冲宽度调制器发出电流校正信号的宽带运放输出(4) Isense电流检测信号接至电流放大器反向输入端,(4)引脚电压应高于-0.5V (因采用二极管对地保护)(5) Multout乘法放大器的输出和电流误差放大器的同相输入端(6) I AC 乘法器的前馈交流输入端,与B端相连,(6)引脚的设定电压为6V,通过外接电阻与整(7) V Aout误差电压放大器的输出电压,这个信号又与乘法器A端相连,但若低于1V乘法器便无输出(8) V RMS 前馈总线有效值电压端,与跟输入线电压有效值成正比的电阻相连时,可对线电压的变化进行补偿(9) V REF基准电压输出端,可对外围电路提供10mA的驱动电流(10) ENA 允许比较器输入端,不用时与+5V电压相连(11) V检测电压误差放大器反相输入端,在芯片外与反馈网络相连,或通过分压网络与功率因数校正器输出端相连(12) Rset (12)端信号与地接入不同的电阻,用来调节振荡器的输出和乘法器的最大输出(13) SS 软启动端,与误差放大器同相端相连(14) C T接对地电容器C T,作为振荡器的定时电容(15) Vcc 正电源阈值为10V~16V(16) GT D PWM信号的图腾输出端,外接MOSFET管的栅极,该电压被钳位在15VRV4.1.2 UC3854中的前馈作用UC3854的电路框图和内部工作框图如图2、图3所示。

在APFC电路中,整流桥后面的滤波电容器移到了整个电路的输出端(见图2、图4中的电解电容C),这是因为Vin应保持半正弦的波形,而V out需要保持稳定。

从图3所示的UC3854工作框图中可以看到,它有一个乘法器和除法器,它的输出为,而C为前馈电压VS的平方,之所以要除C是为了保证在高功率因数的条件下,使APFC的输入功率Pi不随输入电压Vin的变化而变化。

工作原理分析、推导如下:乘法器的输出为式中:Km表示乘法器的增益因子。

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