有源功率因数校正电路(APFC)
APFC直流稳压（ACDC）电路仿真研究.
APFC直流稳压（AC/DC）电路仿真研究090607344 郑太锋指导教师刘继伦讲师内容摘要传统的整流变换电路(AC/DC)存在功率因数低、输入电流畸变的问题。
本文对常用的AC/DC变换电路进行了研究，设计了升压型APFC(Active Power Factor Correction,有源功率因数校正)电路模型和参数，并对模型进行了仿真。
结果显示，该电路具有提高功率因数、减小输入电流畸变的功能，对功率因数校正电路的设计有一定的参考价值。
关键词有源功率因数校正; AC/DC变换器; 电流环控制APFC直流稳压（AC/DC）电路仿真研究一绪论为了保证开关电源的输电流谐波能够达到谐波标准的要求，绿化电网环境，有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，APFC）技术已经成为当今电力电子学领域十分活跃和颇具研究价值的热点。
直接接入电网的开关电源应用非常普遍，一般来说，其前置级AC/DC 变换部分都采用图1所示的二极管桥式整流加大容量电容滤波电路。
虽然输入的交流电压是正弦波行，但输入的交流电流却呈脉冲状，波形严重畸变，如图2所示。
图1AC/DC 整流电路图2输入电压，输入电流波形实践表明，在提高开关电源类装置的功率因数方面，有源功率因数校正（APFC）技术是应用最为广泛和行之有效的方法。
（一）功率因数及其校正方法根据电工学的基本理论，功率因数（Power Factor）定义为有功功率（P）和视在功率（S）的比值，用公式表示为：PF=（1-1）式中：：输入电流基波有效值；：电网电流有效值，,其中，，，为输入电流各次谐波有效值；：输入电压基波有效值；：输入电流的波形畸变因数；：基波电压和基波电流的位移因数。
为畸变因数，表示基波电流有效值在总的输入电流有效值中所占的比例;为位移因数，表示输入电流与输入电压之间的相位差。
从本质上来讲，功率因数校正技术的目的是要使用电设备的输入端口针对交流电网呈现“纯阻性”，这样输入电流和电网电压为同频同相的正弦波，功率因数为1，没有谐波污染问题。
功率校正pfc原理说明
有源功率因数校正（APFC）原理说明APFC 基本电路就是一种开关电源，但它与传统的开关电源的区别在于：DC/DC 变换之前没有滤波电容，电压是全波整流器输出的半波正弦脉动电压，这个正弦半波脉动直流电压和整流器的输出电流与输出的负载电压都受到实时的检测与监控，其控制的结果是达到全波整流器输入功率因数近似为 1 。
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。
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。
具体工作过程为：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。
采用boost升压式电路，并采用平均电流控制法（CCM）的原因: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。
平均电流控制法（CCM）：CCM 采用乘法器方法来实现APFC，其电路相对复杂，但工作频率固定，电感电流连续，开关管电流有效值小、EMI 滤波器体积小、输入电流波形失真小。
APFC
BOOST有源功率因数校正学生：何安然学号：TSP080301021Q 学院：机电学院1、概述从电网获取交流电经整流为各种电气设备提供直流电是一种常用的变流方案。
但整流装置、电感、电容组成的滤波器中非线性元件和储能元件的存在使输入交流电流波形发生严重畸变，呈尖峰脉冲状，网侧输入功率因数降低。
电网电流的畸变由于电网阻抗反过来影响电网电压，造成谐波污染。
谐波的存在使电网中元件产生附加损耗，会降低用电设备的效率;会影响电器设备的正常工作及其寿命:会导致继电保护和自动装置误动作，并使电器测量仪表计量不准确;会降低电网功率因数等系列危害。
由于电力电子装置是现在最主要的谐波污染源，这己经阻碍了电力电子技术的发展，它迫使电力电子领域的研究人员对谐波的污染问题要给出有效的解决方案。
为了解决电力电子装置的谐波污染问题，基本思路有两条:一是装设谐波补偿装置来补偿谐波;另一条是对电力电子装置本身进行改造，提高输入端的功率因数。
对于新型的电力电子设备，多采用后一种思路，即加入功率因数校正器，它的原理就是在整流器与负载直接接入DC-DC开关变换器，应用电流反馈技术，使得输入端电流的波形跟踪交流输入正弦电压波形，可使得输入端电流接近正弦波，从而使得输入端的谐波畸变率THD小，功率因数提高。
功率因数是电源对电网供电质量的一个重要的指标。
许多发达国家率先采用了多种功率因数校正(PFC)方法，来实现“绿色能源”革命，并强制推行了国际标准IEC555-2、EN60555-2等，限制了电子生产厂家入网电气设备的电流谐波值。
目前，有源功率因数校正(APFC)技术是解决谐波污染最有效的方法之一。
采用PWM控制方式的整流器，能得到较好的单位功率因数，减少线电流畸变，实现能量的双向传输，是实现电力电子装置功率因数校正和谐波抑制的理想整流器。
近年来，谐波污染的加重和相关谐波标准的制定和强制执行，为PWM整流器的研究和发展注入了动力。
全控型电力电子器件的成熟和大容量化也为大功率PWM整流器的研制奠定了坚实的物质基础。
单相boost型apfc电路控制模式
单相boost型apfc电路控制模式摘要：1.单相boost 型apfc 电路的概念与工作原理2.控制模式的分类与特点3.控制模式的实现方法4.控制模式的优缺点分析5.应用领域与未来发展正文：一、单相boost 型apfc 电路的概念与工作原理单相boost 型APFC（Active Power Factor Correction）电路，即单相boost 型有源功率因数校正电路，是一种用于提高电力系统功率因数的电力电子装置。
其主要由电压传感器、电流传感器、控制器和电力电子开关等组成。
其工作原理是通过控制电力电子开关的导通角，使电路中的电流与电压之间的相位差得到校正，从而提高系统的功率因数。
二、控制模式的分类与特点根据控制策略的不同，单相boost 型APFC 电路的控制模式主要分为以下几种：1.基于电压调制的控制模式：该模式通过调整电力电子开关的电压幅值，使电流与电压之间的相位差得到校正。
其优点是控制简单，容易实现；缺点是存在电压谐波，可能影响系统性能。
2.基于电流调制的控制模式：该模式通过调整电力电子开关的电流幅值，使电流与电压之间的相位差得到校正。
其优点是能有效抑制电压谐波；缺点是控制相对复杂，实现难度较大。
3.基于谐波控制的控制模式：该模式通过控制电力电子开关的导通角，使电路中的谐波分量得到抑制。
其优点是既能有效抑制电压谐波，又具有较好的控制性能；缺点是需要对系统进行实时测量和计算，控制难度较大。
三、控制模式的实现方法1.基于电压调制的控制模式的实现方法：首先根据系统电压和电流的实测值，计算出所需的电力电子开关的电压幅值；然后通过控制电力电子开关的导通角，使电压幅值得以实现。
2.基于电流调制的控制模式的实现方法：首先根据系统电压和电流的实测值，计算出所需的电力电子开关的电流幅值；然后通过控制电力电子开关的导通角，使电流幅值得以实现。
3.基于谐波控制的控制模式的实现方法：首先对系统进行实时测量，获取电压和电流的谐波分量；然后根据谐波分量，计算出所需的电力电子开关的导通角；最后通过控制电力电子开关的导通角，使谐波分量得到抑制。
变频空调中功率因数校正的控制电路设计
变频空调中功率因数校正的控制电路设计APFC control circuit design of inverter airCON上海大学，上海，200072Shanghai University, Shanghai 200072苗海亮，雷淮刚，陈辉Miao Hai-liang, Lei Huai-gang, Chen Hui摘要：利用双闭环控制原理设计了较大功率交流/直流变频空调的一种有源功率因数校正（APFC）方案。
实验结果表明前级PFC环节输出电压纹波大大降低，输入电流交越失真大为改善，满足了"3C认证"中EMC认证要求，最后给出了部分实验结果。
关键字：平均电流控制，有源功率因数校正，变频空调，3C认证Abstract：An active power factor control (APFC) scheme for high power AC and DC inverter air conditioner is implemented with BOOST CCM averaged current mode control. Its voltage loop and current loop control circuit is mainly designed. Experimental results prove that the output ripple voltage is reduced and the input current crossover distortion is restrained greatly, which meet the EMC conditions in the "China Compulsory Certification". Finally, some experimental waves are also given as proofs.Keywords：Average Current Control , APFC，Inverter AirCON，3C Certification1 引言目前市场上销售的交流、直流变频空调中，其功率前级一般都采用二极管全桥整流方式，造成电网谐波污染，功率因数下降，而且产生很强的EMI，对电网和其他用电设备的安全运行造成潜在危害。
采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用
采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用北京信息职业技术学院 100031 路秋生简介：本文主要介绍了有源功率因数校正（APFC）的工作原理、电路分类。
并对在国内得到广泛应用的UC3854集成电路的典型应用电路、工作原理做了介绍、分析。
关键词：功率因数（PF）有源功率因数校正乘法器除法器一．功率因数校正原理1．功率因数（PF）的定义功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值。
即所以功率因数可以定义为输入电流失真系数（）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。
低，则表示用电电器设备的无功功率大，设备利用率低，导线、变压器绕组损耗大。
同时，值低，则表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，严重时，对三相四线制供电，还会造成中线电位偏移，致使用电电器设备损坏。
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（）和电流失真系数（）相比，输入电流失真系数（）对供电线路功率因数（PF）的影响更大。
为了提高供电线路功率因数，保护用电设备，世界上许多国家和相关国际组织制定出相应的技术标准，以限制谐波电流含量。
如：IEC555-2， IEC61000-3-2，EN 60555-2等标准，它们规定了允许产生的最大谐波电流。
我国于1994年也颁布了《电能质量公用电网谐波》标准（GB/T14549-93）。
传统的功率因数概念是假定输入电流无谐波电流（即I1=I rms或=1）的条件下得到的，这样功率因数的定义就变成了PF =。
二．PF与总谐波失真系数（THD：The Total Harmonic Distortion）的关系三.功率因数校正实现方法由功率因数可知，要提高功率因数，有两个途径：1.使输入电压、输入电流同相位。
关于有源功率因数校正(APFC)的研究
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图 １ ＡＰ Ｃ 工作 原 理 图 Ｆ
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电压保持 同相位．
收稿 １ ： ０ １０ —５ ３期 ２ １ －５ ２ ． 作者简介 ： 赵 洋 （９ ９ 】８ 一
控制方 法进行讨论 ， 介绍 了 Ｕ ３ ５ Ｃ ８ ４控制 电路 ， 并设计 了功率 电路 ， 通过 实验证 明 了此校 正电路 的优 良性能．
关键词 ：Ａ Ｆ Ｕ ３ ５ ；功率 电路 ；电流控制 Ｐ Ｃ； Ｃ ８ ４
中图 分 类 号 ： Ｍ ２ Ｔ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９ ９ｊ ｉ ｎ １７ －９ Ｘ．０ １ ０ ．０ ｏ．０ ａ ６／ ． ｓ． ６３ ０ ５ ２ １ ．３ ０ ４ ｓ
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自己总结有源功率因数校正apfc
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 ＝S P ＝R L L I U I U φcos 1=RI I 1cos φ= γcos φ （1） 式中：γ：基波因数，即基波电流有效值I 1与电网电流有效值I R 之比。
I R ：电网电流有效值I 1：基波电流有效值U L ：电网电压有效值cos Φ：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I R 与基波电流有效值I 1相等，基波因数γ=1，所以PF ＝γ·cos Φ＝1·cos Φ＝cos Φ。
当线性电路且为纯电阻性负载时，PF ＝γ·cos Φ＝1·1＝1。
二、有源功率因数校正技术1．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 ：Total Harmonic Distortion ）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：电路中的电感L 适用于电流型控制由于升压型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、储能大在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数输入电流连续，并且在APFC 开关瞬间输入电流小，易于EMI 滤波 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：恒频控制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。
能抑制开关噪声输入电流波形失真小主要缺点是：控制电路复杂需用乘法器和除法器需检测电感电流需电流控制环路（3）按输入电流的工作模式分为：连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)和不连续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)。
apfc 峰值电流
apfc 峰值电流
APFC（Active Power Factor Correction，有源功率因数校正）是一种用于提高电力电子设备功率因数的技术。
在 APFC 电路中，峰值电流是一个重要的参数，它指的是输入电流的最大值。
峰值电流的大小与许多因素有关，包括输入电压、输出功率、开关频率、电感值和电容值等。
在设计 APFC 电路时，需要合理选择这些参数，以确保峰值电流在允许的范围内。
如果峰值电流过大，可能会导致电路中的元器件过热，降低电路的可靠性和寿命。
此外，过大的峰值电流还会引起电磁干扰（EMI）问题，可能会影响其他电子设备的正常工作。
为了限制峰值电流，可以采取以下措施：
1. 选择合适的电感值和电容值，以减小输入电流的峰值。
2. 提高开关频率，以减小电感和电容的尺寸，从而降低峰值电流。
3. 使用软开关技术，如零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS），以减小开关损耗和峰值电流。
4. 采用多级 APFC 电路，将输入电流分摊到多个阶段，以降低每个阶段的峰值电流。
总之，峰值电流是 APFC 电路设计中需要考虑的重要参数之一，需要在满足功率因数要求的前提下，尽可能减小峰值电流，以提高电路的可靠性和效率。
单相有源功率因数校正电路仿真
单相有源功率因数校正电路仿真摘要：传统的AC-DC 变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染。
有源功率因数校正技术(APFC)是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的办法。
本文论述了单相功率因数校正APFC 的原理和方法，通过对Boost 型滞环控制的DC-DC 变换器采用Matlab 进行仿真，获得了最后校正的功率因数结果，说明这种PFC 方案的能获得良好的效果，适用于多种场合。
关键词：有源功率因数校正，Boost 电路，滞环控制1 绪论功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系。
功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电能利用率越高。
交换式电源供电器上的功率因数校正器的运作原理是通过控制调整交流电电流输入波形，使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因数趋近于1.折对于电力需求量达到某一个水平的电子设备而言是很重要的，否则，电力设备系统消耗的电能可能超出其规格，极可能干扰同系统的其他电子设备。
2 功率因数的定义和校正原理根据电工学的基本理论功率因数（PF ）的定义：交流输入有功功率（P ）与视在功率（S ）的比值，用公式表示为：1111cos cos cos rms rmsU I I P PF S U I I φφγφ==== (1) 式中：1U 表示输入基波电流有效值；cos φ表示基波电压与基波电流之间的位移因数；γ表示输入电流畸变因数；rms I 表示输入电流有效值。
可见PF 由电流畸变因数γ和位移因数cos φ决定，cos φ小表示用电设备的功率大，在有功功率不变的情况下实在功率增加，线路总电流增大，线路传输压降也将增大，倒是电气设备容量增加，利用率低，导线、变压器绕组损耗大，严重影响电网的供电质量，变化快时甚至可以导致电网崩溃。
输入电流即便因数γ值低，表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，使用电设备产生机械振动、噪声、过电压，损坏电子设备。
有源功率因数校正电路(APFC)
固定的导通时间，可变的开关 频率。峰值电流模式控制，适用 于小和中等功率输出的场合 <200W，工作在临界模式
有源功率因数校正电路（APFC）
二、峰值电流控制APFC控制器L6561/6562 （一） L6561/6562芯片的特点
有源功率因数校正电路（APFC） （二） L6561/6562芯片的结构框图及引脚功能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
有源功率因数校正电路（APFC）
2. 功率因数
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
设基波电流i1落后Vi，相位差为α，如下图所示。
Vi 、Ii 波形
有源功率因数校正电路（APFC） AC-DC电路输入功率因数与谐波的关系： 定义总谐波畸变（THD）：
THD
I
2 2
APFC结构框图
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
APFC的工作原理:
◆主电路的输出电压Vo和基准电压Vr比较后，输入给电压误差
放大器VA，整流电压Vdc检测值和VA的输出电压信号共同加到
乘法器M的输入端，乘法器M的输出则作为电流反馈控制的基 准信号，与开关电流is检测值比较后，经过电流误差放大器CA 加到PWM及驱动器，以控制MOS管的导通与关断； ◆使输入电流（即电感电流）il的波形与整流电压Vdc的波形基本 一致，使电流谐波大为减小，提高了输入端功率因数，可达到 0.99以上,谐波失真THD=3%-5%,由于功率因数校正器同时保持
I
2 3
I I1
2 4
.... I
2 n
100 %
有源功率因数校正电路（APFC）
从上式可以看出，欲提高线路功率因数．就必须最大 限度地抑制输入电流的波形畸变，同时还必须尽可能 地使电流基波与电压基波之间的相位差趋于零。对于 未采取功率因数校正措施酌电子镇流器，由于THD一 般不低于110％, 不超过0.65。 4. 提高AC-DC电路输入端功率因数和减小输入电流谐 波的主要方法：使输入电流与输入电压同相位，减小 两者的相位差，采用APFC功率因数校正电路。
功率因数校正电路原理说明与应用(APFC)
第四章 APFC4.1 功率因素校正技术的由来由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路具有很多优点:应用广泛、价格低廉、可靠性高等，但是它产生的谐波对电网有着严重的污染，单项不可控整流电路存在以下几个主要的问题：（1）启动时冲击电流大；（2）正常工作时，由于二极管的导通角是<180°，会形成幅度很高的窄脉冲，总谐波失真THD通常超过100%，从而引起了电网电压波形的畸变。
（3）谐波带来的电路功率因数低，一般约为0.5~0.6，造成电路的效率低。
由整流电路可知，二极管整流滤波电路，因为二极管的导通角<180°，以及无源器件电感L、电容C导致的输入信号发生畸变，不但降低了系统的功率因数，效率大大减小，还造成噪声和对电网冲击等一系列的危害。
因此，为了减小AC/DC交流电路输入端谐波电流造成的噪声和谐波污染，保证电网高质量供电以及高可靠性；同时，通过相关技术达到电路节能的效果。
以上阐述都表明了研究提高电路功率因数重要性，因此提出了功率因数校正技术（PFC）的概念。
那如何提高功率因数？根据第三章整流电路的分析可知，功率因数λ=PS=cosφ=υ∙cosφ1主要由两个因素决定：基波因数和相位因数。
因此，通过提高基波因数υ=I1I和相位因数cosφ1是两个主要的途径：(1)使输入电压、输入电流同相位。
若输入电压与输出电压同相位，则相位因素cosφ1为1，功率因素λ增大；(2)使输入电流正弦化若输入电流正弦化，即电流频率保持固定，几乎不存在谐波分量，υ=I1I=1，功率因素λ增大。
满足以上两个条件，功率因素将接近为1，电路效率将非常高。
4.2 PFC的分类根据使用器件的不同，分为无源功率因数校正和有源功率因数校正。
根据有无整流桥，分为有桥PFC和无桥PFC。
无源PFC无源PFC一般采用电感补偿方法。
这种方式是使用由电感、电容等无源器件组合而成的谐振电路来降低谐波电流，以及减小交流输入的基波电流与电压之间相位差，从而提高功率因数。
基础课堂 几种常用的PFC电路技术知识总结
基础课堂几种常用的PFC电路技术知识总结PFC电路作为一种目前比较常见的电路设计方案，已经被广泛的应用在了工控自动化、通讯等领域，可以有效的提升整个电路系统的稳定性。
今天我们将会为大家总结一下平时常用到的PFC电路技术类型，以及这些功率因数校正电路在设计和应用过程中的特点，帮助各位新人工程师们更加快速的掌握其设计技巧。
就目前的应用情况来看，在国内的PFC电路应用过程中，比较常见的方式有有升压Boost、Buck降压、升降压Buck-Boost和回扫共四种类型。
升压型PFC电路，也被称为Boost电路，在多数情况下，开关电源中以该类型最为流行。
它主要优点是能够有效地抑制输入电源电流的谐波失真，完全可以达到甚至低于谐波电流畸变指标要求。
而Boost电路的另一个优点，是能将系统功率因数提高到几乎等于1的水平，完全能够满足世界各国对功率因数和总谐波含量的技术标准要求。
除此之外，升压型PFC电路具有输出低纹波含量的直流电压，能确保开关电源的电流波峰系数低于1.5。
当输入交流电压在较大的范围内波动时，实现电压宽带输入，而输出电压可得到稳定的直流电压，同时可以消除浪涌电压及尖峰电压对电路元件的冲击，提高开关电源的可靠性和安全性。
在目前国内的新产品设计研发方面，有源PFC设计占据了新产品类型中的多数。
想要实现有源功率因数校正（APFC），工程师可以使用不同的方法来完成电路系统的设计。
从变换电路的工作频率方面，我们可以将常用到的设计技术分为固定频率和可变频率两种。
从电流控制方法上分有峰值电流控制、平均电流控制和滞环电流控制三种，在开关控制模式上又分为零电流开关（ZCS）和零电压开关（ZCS）两种类型。
按电感扼流圈有无存储电流来分。
什么是无源和有源功率因数校正？有源功率因数校正有什么优点？
什么是无源和有源功率因数校正？有源功率因数校正有什么优点？无源功率因数校正（Passive Power Factor Correction，PFC）是通过使用无源元件（如电感器、电容器或者二极管等）来改善电流和电压的相位差，以达到改善功率因数的目的。
通过添加无源元件，可以调整负载对电网的负载响应，减小功率因数的影响。
有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，APFC）是通过使用主动电子元件（如开关器件和控制电路）来实时控制负载对电网的响应，以使负载能够几乎完全吸收电源提供的有用功率。
它通过快速调整输入电流的波形，以使其与电压波形同步并保持相位一致，从而实现高功率因数校正。
有源功率因数校正通常通过开关电源和PWM控制电路来实现。
有源功率因数校正（APFC）相对于无源功率因数校正（PFC）具有以下优点：1.提高功率因数：有源功率因数校正可以将功率因数调整到接近1的情况，有效地改善了对电网的负载。
这有助于减少系统对电网的压力，提高电网的稳定性。
2.具有更快的响应速度：有源功率因数校正可以实时调整电流波形以适应负载变化，因此具有更快的响应速度。
这使得有源功率因数校正能够更好地适应动态负载变化。
3.较小的谐波失真：有源功率因数校正可以通过控制开关器件的工作，减少谐波失真。
相比之下，无源功率因数校正只能在输入电压/电流波形之间改变相位角，无法控制谐波失真。
4.更高的效率：由于有源功率因数校正可以减小无功功率的贡献，有效提高了功率因数，从而减少了无效的功耗，提高了系统效率。
综上所述，有源功率因数校正通过实时控制电流波形和响应负载变化，能够有效、准确地调整功率因数，改善系统对电网的适应性和稳定性，具有更高的效率和响应速度。
这使得有源功率因数校正在工业和商业应用中得到广泛应用。
单相boost型apfc电路控制模式
单相boost型apfc电路控制模式摘要：一、单相boost型APFC电路简介二、单相boost型APFC电路控制模式分类1.电压模式控制2.电流模式控制3.电压电流模式控制三、控制模式比较与选择四、单相boost型APFC电路的实用性应用正文：一、单相boost型APFC电路简介单相boost型APFC（Active Power Filter，有源功率因数校正）电路是一种用于提高电能质量的电力电子装置。
它主要通过对电流进行调制，使电流与电压的相位差接近于零，从而提高电路的功率因数，减少无功功率损耗。
单相boost型APFC电路在我国得到了广泛的应用，如在电源、变频器、逆变器等领域。
二、单相boost型APFC电路控制模式分类1.电压模式控制电压模式控制是单相boost型APFC电路中常用的一种控制方法。
其主要思想是通过调整开关器件的占空比，使得电感电流与电压同相位，从而实现功率因数的提高。
电压模式控制具有结构简单、响应速度快等优点，但存在电流谐波含量较高、系统稳定性较弱等缺点。
2.电流模式控制电流模式控制是通过检测电感电流与参考电流的误差，采用PID控制器调整开关器件的占空比，使得电感电流跟踪参考电流，从而实现APFC的目的。
电流模式控制具有系统稳定性较好、电流谐波含量较低等优点，但存在控制电路较复杂、响应速度较慢等缺点。
3.电压电流模式控制电压电流模式控制是电压模式控制和电流模式控制的结合，它综合了二者的优点，实现了较高的系统性能。
在电压电流模式控制中，通过对电压和电流的同步控制，可以有效降低电流谐波含量，提高功率因数。
同时，采用数字信号处理器（DSP）实现高速、高精度的控制，使得电压电流模式控制具有较好的动态响应性能。
三、控制模式比较与选择在实际应用中，根据不同场景和性能要求，可以选择合适的控制模式。
例如，对于对电流谐波含量和系统稳定性要求较高的场合，可以选择电流模式控制；对于对系统稳定性要求不高的场合，可以选择电压模式控制。
apfc电路的工作原理
apfc电路的工作原理APFC电路是一种自动功率因数校正电路，全称为自动功率因数校正补偿电路（Automatic Power Factor Correction Circuit）。
它的工作原理是通过监测电网的功率因数，并根据实际情况自动调整电路中的电感或电容元件，以达到校正功率因数的目的。
在传统的交流电路中，负载的功率因数往往是不稳定的，会导致电网的功率因数下降，从而影响电网的稳定性和效率。
为了解决这个问题，APFC电路应运而生。
APFC电路主要由功率因数控制器（Power Factor Controller，简称PFC）、电感元件、电容元件和开关管等组成。
其中功率因数控制器是APFC电路的核心部件，它通过采集电网的电流和电压信号，计算出功率因数的值，并与设定值进行比较，以确定补偿电路的工作状态。
当电网的功率因数低于设定值时，功率因数控制器会发出控制信号，使开关管导通，电感元件开始工作。
电感元件的作用是通过储存电能和释放电能来改善电路的功率因数。
当电流通过电感元件时，电感储存电能，当电压变化时，电感会释放储存的电能，从而提高功率因数。
当电网的功率因数高于设定值时，功率因数控制器会发出控制信号，使开关管关断，电容元件开始工作。
电容元件的作用是通过储存电能和释放电能来改善电路的功率因数。
当电流通过电容元件时，电容储存电能，当电压变化时，电容会释放储存的电能，从而提高功率因数。
APFC电路的工作原理可以用以下步骤来概括：1. 功率因数控制器采集电网的电流和电压信号；2. 根据采集到的信号，计算出当前的功率因数值；3. 将功率因数值与设定值进行比较，确定补偿电路的工作状态；4. 当功率因数低于设定值时，开关管导通，电感元件开始工作，通过储存和释放电能来提高功率因数；5. 当功率因数高于设定值时，开关管关断，电容元件开始工作，通过储存和释放电能来提高功率因数；6. 循环进行上述步骤，不断监测和调整功率因数，以实现自动校正。
apfc电路的工作原理
apfc电路的工作原理APFC（Active Power Factor Correction）电路是一种用于改善电力系统功率因数的电路。
在传统的电力系统中，由于负载的非线性特性，电流和电压之间的相位差会导致功率因数降低。
APFC电路通过自动调整电流和电压之间的相位差，使功率因数接近于1，从而提高系统的能效。
APFC电路的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 传感器检测：APFC电路首先需要通过传感器来检测电流和电压的幅值和相位差。
一般情况下，采用电流互感器和电压变压器来获取准确的电流和电压信号。
2. 信号处理：检测到的电流和电压信号会经过信号处理模块，进行滤波和放大等处理。
这样可以确保输入到控制器的信号准确可靠。
3. 控制器计算：通过控制器对输入的电流和电压信号进行计算和分析。
控制器一般采用微处理器或者DSP（数字信号处理器）等。
根据计算结果，控制器可以确定需要进行的补偿措施。
4. 补偿控制：控制器根据计算结果，通过控制开关器件（如晶闸管、功率晶体管等）来调整电流和电压之间的相位差。
通过适当控制开关器件的导通和关断时间，可以改变电流和电压之间的相位关系，从而实现功率因数的校正。
5. 反馈调节：为了保持稳定的功率因数校正效果，APFC电路通常采用反馈调节的方式。
通过监测输出电流和电压的波形，控制器可以实时调整开关器件的导通和关断时间，以保持功率因数接近于1。
6. 保护功能：APFC电路还常常具备过流保护、过压保护和短路保护等功能。
当负载发生异常时，控制器可以及时采取相应的措施，以保护电路和负载的安全。
APFC电路的工作原理主要依赖于控制器的计算和补偿控制能力。
通过精确的计算和控制，APFC电路可以实时监测并调整电流和电压之间的相位差，使功率因数接近于1。
这样可以避免电力系统中的功率损耗，提高系统的能效和稳定性。
APFC电路是一种通过自动调整电流和电压之间的相位差，改善电力系统功率因数的电路。
通过传感器检测、信号处理、控制器计算、补偿控制和反馈调节等步骤，APFC电路可以实现功率因数的校正和稳定。
基于UC3854芯片的一种有源电路功率因数校正电路方案
基于UC3854芯片的一种有源电路功率因数校正电路方案一种基于UC3854芯片的有源功率因数校正电路方案如下：1.引言有源功率因数校正（Active Power Factor Correction, APFC）是一种用于提高电力电子装置功率因数的技术。
功率因数是一个衡量电路能量效率的重要指标，具有较高功率因数的电路可以提高能量利用效率、减少谐波污染、降低电力损耗等优点。
UC3854芯片是一种专门用于APFC的集成电路，其使用可以简化电路设计、提高系统稳定性和提供对各种保护功能的支持。
2.电路设计UC3854芯片能够通过控制MOSFET开关管的PWM脉宽来实现对输入电流的控制，从而实现功率因数校正。
其基本工作原理是通过检测输入电流的幅值和相位，比较与参考信号的差异，并通过调整PWM脉宽来使输入电流与参考信号的相位和幅值保持一致，从而实现功率因数的校正。
具体来说，该电路包括以下几个关键组成部分：（1）输入滤波器：用于去除输入电源的高频干扰和谐波；（2）整流电路：将输入交流电源转换为直流电源；（3）电流传感器：用于监测输入电流的幅值和相位；（4）参考信号产生器：用于产生功率因数校正的参考信号；（5）比较器：将输入电流与参考信号进行比较并产生控制信号；（6）PWM控制器：根据比较器输出的控制信号调整PWM脉宽。
3.系统工作流程该电路系统的工作流程如下：（1）输入电流经过滤波器和整流电路转化为直流电流；（2）电流传感器检测直流电流的幅值和相位，并将其与参考信号进行比较；（3）比较器产生控制信号，将其送至PWM控制器；（4）PWM控制器根据控制信号调整PWM脉宽，并输出到MOSFET开关管；（5）MOSFET开关管将PWM信号转换为高频交流电流并输入到输入滤波器。
4.电路特性该电路方案的特点如下：（1）具有较高的功率因数，能够使输入电流与输入电压保持同相，有效减少无功功率；（2）集成了过流保护、过电压保护和短路保护等功能，提高了系统的稳定性和可靠性；（3）采用了UC3854芯片控制，简化了电路设计和调试工作；（4）输出电压稳定性高，具有很好的负载适应性。
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APFC结构框图
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
APFC的工作原理:
◆主电路的输出电压Vo和基准电压Vr比较后，输入给电压误差
放大器VA，整流电压Vdc检测值和VA的输出电压信号共同加到
乘法器M的输入端，乘法器M的输出则作为电流反馈控制的基 准信号，与开关电流is检测值比较后，经过电流误差放大器CA 加到PWM及驱动器，以控制MOS管的导通与关断； ◆使输入电流（即电感电流）il的波形与整流电压Vdc的波形基本 一致，使电流谐波大为减小，提高了输入端功率因数，可达到 0.99以上,谐波失真THD=3%-5%,由于功率因数校正器同时保持
由此可见，大量应
用整流电路，要求电网 供给严重畸变的非正弦 电流，造成严重的后果， 谐波电流对电网有危害 作用，并且输入端功率 因数下降。
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
谐波电流对电网的危害 脉冲状的输入电流，含 有大量谐波。右图给出了输 入电流波形及电流谐波频谱 分析，其中电流的三次谐波 分量达77.5%，五次谐波分 量达50.3%，……总的谐波 分量（或称总谐波失真Total Harmonic Distortion，用 THD表示）为95.6%，输入 端功率因数仅有0.683，非常 的低。
有源功率因数校正电路（APFC）
2. 功率因数
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
设基波电流i1落后Vi，相位差为α，如下图所示。
Vi 、Ii 波形
有源功率因数校正电路（APFC） AC-DC电路输入功率因数与谐波的关系： 定义总谐波畸变（THD）：
THD
I
2 2
输入电流波形及其谐波分量频谱分析
有源功率因数校正电路（APFC）
THD I
2 2
I
2 3
I I1
2 4
.... I
2 n
100 %
对AC-DC电路输入端谐波电流的限制 为了减小AC-DC交流电路输入端谐波电流造成的噪 声和对电网产生的谐波“污染”，以保证电网供电质量， 提高电网的可靠性；同时也为了提高输入端功率因数， 已达到节能的效果；必须限制AC-DC电路的输入端谐 波电流分量。
有源功率因数校正电路（的应用电路
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
（四） APFC电路的参数计算 1、最低工作频率fSM 效率0.95,VI(MIN)=85V PO=80W,VO=400V， fSM不小于23K
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
有源功率因数校正电路（APFC）
1. 平均电流模式 2. 峰值电流模式
"CCM" type
IL IAC
"TM" type
IL IAC
ON OFF
ON
MOSFET
OSFET
OFF
固定的频率，占空比调节， 连续的电流模式，也是平均 电流模式控制，适用于大功 率输出的场合 >200W
输出电压恒定，使下一级开关电源设计更容易些。
功率因数校正的控制芯片： 1. 连续模式(平均电流模式，适用于大功率输出的场合 >200W ) （CCM---continuous conduction mode)
A TI公司： UC3854、UC3817 B 英飞凌：ICE2PCS01G C 赛意法：LT4981 D 国际整流 ：IR1150 2. 临界模式(峰值电流模式，适用于小和中等功率输出的场合 <200W)（TM—Transition mode or critical conduction mode) A 意法（ST）：L6562/6563 B 仙童 ：FAN7529 C TI公司：UC28050
固定的导通时间，可变的开关 频率。峰值电流模式控制，适用 于小和中等功率输出的场合 <200W，工作在临界模式
有源功率因数校正电路（APFC）
二、峰值电流控制APFC控制器L6561/6562 （一） L6561/6562芯片的特点
有源功率因数校正电路（APFC） （二） L6561/6562芯片的结构框图及引脚功能
I
2 3
I I1
2 4
.... I
2 n
100 %
有源功率因数校正电路（APFC）
从上式可以看出，欲提高线路功率因数．就必须最大 限度地抑制输入电流的波形畸变，同时还必须尽可能 地使电流基波与电压基波之间的相位差趋于零。对于 未采取功率因数校正措施酌电子镇流器，由于THD一 般不低于110％, 不超过0.65。 4. 提高AC-DC电路输入端功率因数和减小输入电流谐 波的主要方法：使输入电流与输入电压同相位，减小 两者的相位差，采用APFC功率因数校正电路。
有源功率因数校正电路（APFC）
3.提高线路功率因数的意义
有源功率因数校正电路（APFC）
离线式高频开关电源
负载（需
输入
整流桥 PFC 隔离降压电路
要供电的
设备）
有源功率因数校正电路（APFC）
APFC电路的工作原理
有源滤波器（APFC）:在 整流器和开关电源功率变 换电路之间接入一个DCDC变换器，应用电流反馈 技术，使输入端电流i波形 跟踪交流输入正弦电压波 形，可以使i接近正弦波。 Multiplier (乘法器） CA： current amplifier 电流误差放大器 VA：voltage amplifier 电压误差放大器
有源功率因数校正电路（APFC）
1.谐波定义 从220V交流电网经整流供给直流是电力电子及电子 仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案。例如离线式 开关电源的输入端，AC电源经全波整流后，一般接一 个大电容，如图所示。
AC/DC整流电路
有源功率因数校正电路（APFC）
整流之后得到波形较为平直的直流电压。波形如下图所 示，输入交流电压Vi是正弦的，但是交流电流ii波形却严重 畸变，呈脉冲状。
有源功率因数校正电路（APFC）
3、开关管的选用及导通损耗 VO=400V
有源功率因数校正电路（APFC）
4、升压二极管的选用
有源功率因数校正电路（APFC）
5、启动电阻R4、R5的选择
有源功率因数校正电路（APFC）
6、电感电流取样电阻R9、R10的选择
有源功率因数校正电路（APFC）
7、输出电压R11、R12、R13的选择