有源功率因数校正原理要点
有源功率因数校正
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有源功率因数校正是指通过有源电路（主动电路）让输入功率因数提高，控制开关器件让输入电流波形跟随输入电压波形，相对于无源功率因数校正电路（被动电路）通过加电感和电容要复杂一些，功率因数的改善要好些，但成本要高一些，可靠性也会降低。
中文名有源功率因数校正性质技术优点功率因数的改善要好些缺点成本要高一些，可靠性也会降低目录1. 1校正电路分类2. 2工作原理有源功率因数校正校正电路分类编辑常用有源功率因数校正电路分为连续电流模式控制型与非连续电流模式控制型两类。
其中，连续电流模式控制型主要有升压型（Boost）、降压型（Buck）、升降压型（Buck-Boost）之分；非连续电流模式控制型有正激型（Forward）、反激型（Fly back）之分。
[1]有源功率因数校正工作原理编辑升压型PFC电路升压型PFC主电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈L，在电感线圈未饱和前，电流线性增加，电能以磁能的形式储存在电感线圈中，此时，电容C放电为负载提供能量；当Q截止时，L两端产生自感电动势VL，以保持电流方向不变。
这样，VL与电源VIN串联向电容和负载供电。
升压型PFC主电路这种电路的优点是：（1）输入电流完全连续，并且在整个输人电压的正弦周期内都可以调制，因此可获得很高的功率因数；（2）电感电流即为输入电流，容易调节；（3）开关管栅极驱动信号地与输出共地，驱动简单；（4）输入电流连续，开关管的电流峰值较小，对输入电压变化适应性强，适用于电网电压变化特别大的场合。
主要缺点是输出电压比较高，且不能利用开关管实现输出短路保护。
降压型PFC电路降压型PFC电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈，在电感线圈未饱和前，电流IL线性增加；当开关管Q关断时，L两端产生自感电动势，向电容和负载供电。
有源PFC校正基本原理解析_图文
ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理ＰＦＣ开关电源功率因数校正原理一、什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正：功率因数的定义为有功功率与视在功率的比值．功率因素补偿:这项技术主要是针对因具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相(图1而引起的供电效率低下,提出的改进方法(由于感性负载的电流滞后所加电压,电压和电流的相位不同,使供电线路的负担加重,导致供电线路效率下降,这就要求在感性用电器具上并联一个性质相反的电抗元件.用以调整该用电器具的电压、电流相位特性.例如:当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器.用电容器并联在感性负载的两端,利用电容上电流超前电压的特性,用以补偿电感上电流滞后电压的特性,使总的特性接近于阻性,从而改善效率低下的方法叫做功率因数补偿(交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表示。
图1 在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形常规开关电源功率因数低是由于开关电源都是在整流后,用一个大容量的滤波电容使输出电压平滑,因此负载特性呈现容性.这就造成了交流220V在整流后,由于滤波电容的充、放电作用,在其两端的直流电压上出现略呈锯齿波的纹波.滤波电容上电压的最小值远非为零,与其最大值(纹波峰值相差并不多.图2 全波整流电压和AC输入电流波形因为根据整流二极管的单向导电性,只有在AC线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时,整流二极管才会因正向偏置而导通,而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时,整流二极管因反向偏置而截止.也就是说,在AC线路电压的每个半周期内,只是在其峰值附近,二极管才会导通.虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形,但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲,如图2所示.这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份,引起线路功率因数严重下降.在正半个周期内(180º,整流二极管的导通角大大小于180º,甚至只有30º～70º.由于要保证负载功率的要求,在极窄的导通角期间,会产生极大的导通电流,使供电电路中的供电电流呈脉冲状态.它不仅降低了供电的效率,更为严重的是,它在供电线路容量不足或电路负载较大时,会产生严重的交流电压波形畸变(图3,并产生多次谐波,从而干扰了其它用电器具的正常工作(这就是电磁干扰－EMI和电磁兼容－EMC问题。
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。
功率因数校正
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。
(整理)功率因数校正电路分析.
第三章功率因数校正电路分析一: 引言有源功率因数校正的目的，是要使电源从输入端看就象一个简单的电阻。
有源功率因数校正器是靠控制输入电流随着输入电压变化来实现这个目的的。
当输入电压和电流之比是个常数，输入就是阻性的，功率因数就等于1.0。
当这个比值不是常数时，输入就包含相位移和/或谐波失真，功率因数就会下降。
功率因数最一般的定义是实功对视功之比其中P1是实功，P2是视在功率。
如果负载是纯阻性的，实功P1视在功率，功率因数就等于1.0。
如果负载不是纯阻性的，功率因数就低于1.0。
相位移是有源功率因数校正器输入阻抗的电抗的度量。
不论电抗是多大，也不管它是感性的还是容性的，都会引起输入电流波形对于输入电压波形的相位移。
这个电压和电流间的相位移是功率因数的经典定义，即正弦波电压和电流间的相位角的余弦电压和电流间的相位移的大小表明了负载的阻性程度。
如果电抗只占阻抗的一小部分，相位移就比较小。
如果有源功率因数校正器的前馈信号或控制环具有相位移，校正就会引入相位移。
交流母线电流滤波也会产生相位移。
谐波失真是有源功率因数校正器输入阻抗非线性的度量。
输入阻抗随输入电压的任何变化都会引起输入电流的失真，这个失真是引起功率因数下降的另一主要因素。
这个失真会增加电流的方均根值，但不会增加传递的总功率。
一个非线性负载的功率因数之所以低，是因为电流的方均根值大，而所传递的总功率又小。
如果非线性成分较小，谐波失真就小。
对于有源功率因数校正器来说，谐波失真来自几个方面，包括前馈信号，反馈环，输出电容、电感，以及输入整流器。
有源功率因数校正器能很容易地获得高输入功率因数，一般都大于0.9。
但功率因数并不能精确度量电流波形的失真或相位移。
因此往往都直接考虑这些量，而不是通过功率因数。
例如，当谐波失真为3%时，功率因数仍可高达0.999。
电流的总谐波失真达30%时，功率因数还可达0.95。
电流对于电压的相位移为25℃时，功率因数还可达0.90。
第8章 有源功率因数校正技术
第8章 有源功率因数校正技术
第8章 有源功率因数校正技术 8.1 单相有源功率因数校正原理
8.2 CCM单相BOOST功率因数校正变换器
8.3 DCM单相BOOST功率因数校正变换器 8.4 其他单相功率因数校正变换技术 8.5 三相PFC原理 8.6 本章小结
8.1 单相有源功率因数校正原理 8.1.1 电阻负载模拟
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
图8-26 开关频率极小值与 输入电压有效值的关系
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.4.3 窗口控制功率因数校正变换电路
图8-37 窗口功率因数校正变换电路实现方式
8.5 三相PFC原理 8.5.1 三相单开关Boost PFC电路的控制
8.5.2 三相六开关PFC电路的控制
8.5.3 其他三相PFC电路
8.5 三相PFC原理
图8-38
三相单开关Boost PFC电路
8.5.1 三相单开关Boost PFC电路的控制 1.工作原理
8.3.2 CRM单相BOOST功率因数校正变换器的控制
图8-27 CRM单相BOOST功率因数校正 变换器的控制框图
8.4 其他单相功率因数校正变换技术 8.4.1 无桥型功率因数校正变换电路
8.4.2 低频开关功率因数校正变换电路
8.4.3 窗口控制功率因数校正变换电路
8.4.1 无桥型功率因数校正变换电路
8.2.2 CCM单相BOOST功率因数校正变换器的控制
功率因数校正之分析
功率因数校正之分析
一、什么是功率因数校正
功率因数校正（Power Factor Correction）是指一种技术，其目的是使用技术将电气系统中的负载理论上的实际功率与有功功率之间的差异进行调整，以实现高效的运行。
功率因数校正有助于减少电气系统中的损耗，改善电气系统的运行效率，并降低电力用户的电力费用。
二、功率因数校正原理
根据电力系统中电压和电流的相位关系，有功功率和无功功率可根据下列公式计算：
P=V*I*cosφ
Q=V*I*sinφ
其中P为有功功率，Q为无功功率，V为电压，I为电流，φ为其间的相位差。
因此，当有功功率和无功功率之比不足时，则实际的功率负载与有功功率之间的差异会导致功率因数降低，此时，应采取功率因数校正，即增加无功功率，以使功率因数接近于1
1、电力系统中的电压和电流不再相正交；
2、增大电力系统中的无功功率，以使功率因数接近于1；
3、减少电力系统中的有功功率损耗；
4、改善电力系统的运行效率，减少电力消耗；
5、降低用户的电费；。
有源功率因数校正的原理
有源功率因数校正的原理
有源功率因数校正的工作原理是:
1. 电网侧的电压和电流通过检测电路采集后,进入控制电路。
2. 控制电路计算出功率因数PF的值。
3. 将检测到的功率因数与设置的目标功率因数值进行比较。
4. 根据两者的差异,控制电路产生对应的控制信号,驱动IGBT开关管。
5. IGBT开关管向电网放入一定幅值和相位的反相电压。
6. 反相电压与电网电压叠加,改变电网电流的相位角,从而校正电网的功率因数。
7. 不断检测反馈和校正,使功率因数稳定在目标值附近。
8. 达到预设的功率因数时,停止校正,待功率因数再次变化则重新启动。
通过快速的数字控制实现校正,有源功率因数校正器效果好、速度快、可靠性高。
但装置价格较贵。
PFC基础知识及FOC工作原理
PFC基础知识及FOC工作原理1.PFC基础知识功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）是一种用于改善电力系统功率因数的技术。
电力系统的功率因数是指负载消耗的有功功率与电网传输的视在功率之比。
传统的非线性负载（如开关电源）的功率因数通常很低，这会导致能源浪费，造成能源资源的浪费和电力系统的负荷增加。
PFC技术通过改善负载的有功功率与无功功率之比，提高功率因数。
主要有两种类型的PFC：有源PFC（Active Power Factor Correction, APFC）和无源PFC（Passive Power Factor Correction, PPFC）。
有源PFC通过控制输入电压的幅值和相位，实时跟踪负载的需求并主动纠正功率因数。
无源PFC则通过电容滤波器或电感滤波器的组合，调整负载的输入电流波形，从而改善功率因数。
PFC的目标是将输入电流与输入电压保持同步，以便使输入电源的使用效率最大化。
这样可以降低能量的浪费、提高能源的利用率，减少对电力系统的负荷冲击。
磁场定向控制（Field-Oriented Control，FOC）是一种用于控制三相交流电机的技术。
三相交流电机由转子和定子构成，其中定子是由三个互相偏移120度的线圈组成，每个线圈都与一个相位电流相关联。
传统的控制方式是直接控制定子的三相电流，但这种控制方式会导致转子磁场与定子磁场之间的耦合效应，使得电机控制效果不佳。
FOC技术通过将三相交流电机的转子磁场与定子磁场解耦，分别控制转子磁场和定子磁场的方向和大小，从而实现对电机的精确控制。
FOC的基本原理是首先将三相交流电机的三相电流转换为直流电流，然后再将其分解为转子磁场和定子磁场的分量。
控制器通过测量电机的运动状态（如电流、速度、位置等），根据给定的控制策略来计算所需的转子磁场和定子磁场的大小和方向，并通过逆变器将计算得到的转子磁场和定子磁场的电流发送给电机。
有源功率因数校正技术及控制方式分析
个电流控制环，它是一个２型控制系统．按照控制
理论，２型系统可以无差地跟踪斜坡信号，由于正 弦波信号变化比斜坡信号慢，所以２型系统也可 以无差地跟踪正弦波信号． 电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪 输入电压的波形，让输人电流与输人电压具有同 相的正弦波波形，以达到功率因数校正的目的．双
即有源功率因数校正电路工作原理有源功率因数校正电路流器和负载之间接入一个开关变换器应用电压电流反馈技术使输入端电流波形跟随输入正弦电压波形从而使输入电流的波形也接近正弦波以达到提高功率因数的目的由于在此电路中使用了有源器件所以称为有源功率因数校正电路该电路的基本思想是交流输入电压经全波整流后对所得的全波整流电压进行变换通过适当控制使输入电流波形自动跟随全波整流后的电压波形达到输入电流的正弦化同时保持输出电压稳定是在整有源功率因数校正电路一般都是一个双闭环控制系统外环是一个电压控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪阶跃信号只要输入一个不变的参考电压就可以得到一个稳定不变的输出电压电压控制环的作用是使输出保持一个高于输入电压最高峰值的稳定电压这是功率因数校正所必需的内环是一个电流控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪斜坡信号由于正弦波信号变化比斜坡信号慢所以型系统也可以无差地跟踪正弦波信号电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪输入电压的波形让输入电流与输入电压具有同相的正弦波波形以达到功率因数校正的目的双上海电力学院学报年闭环控制的效果是使输入电流与输入电压呈同相的正弦波输出一个高于输入电压最大峰值的稳定直流电压这个稳定的直流为后级变换电路提供直流能量有源功率因数校正原理如图所示图有源功率因数校正原理图中主电路采用变换电路外环是一个电压误差放大器和一个模拟乘法器内环是驱动电路和电流比较器调节器采用电压电流双闭环控制方式电流反馈网络的取样信号是升压变换器的电感电流电压反馈网络的取样信号是调节器的输出电压该电路的工作原理如下单相交流电经过整流后得到单相双半波正弦电压信号此电压波形作为功率因数校正控制器的输入电流的参考波形输入到模拟乘法器为了保证输出电压恒定将输出电压通过电压反馈网络也引入乘法器经过乘法器运算后其结果作为电流波形的参考值并与实际取样的电流值进行比较然后通过驱动电路产生的驱动信号控制变换器的输出电流和电压由于采用了闭环控制将变换器的实际电流通过反馈网络引入电流比较器从而保证了变换器的电流能够准确跟踪乘法运算所规定的电流值有源功率因数校正方法分类根据有源功率因数校正拓扑分类有源功率因数校正电路按照其校正拓扑可分为降压式升降压式反激式和升压式其中降压式因噪音大滤波难以及功率开关管上电压应力大控制驱动电平浮动而极少被采用升降压式需要有一个功率开关管的驱动控制信号浮动电路复杂因而也
有源功率因数校正原理
有源功率因数校正PFC电路主要有升压型、降压型、升压－－降压型和回扫型等基本电路形式，其中升压型有源PFC电路在一定输出功率下可减小输出电流，减小输出滤波电容的容值和体积，故在电子镇流器中广泛应用。
升压型有源PFC电路在控制方法上，有电感电流断续传导模式和峰值电流控制模式。
其电路原理图如图2所示。
电路工作原理如下：Q1导通时，D5截止，电容C1向负载放电；Q1截止，电感L1储能经D5对电容C1充电。
由于Q1和D5交替导通，使整流器输出电流经电感L1连续。
这样输入电流也连续。
图中，R1取样输入电压，保证通过电感L1的电流跟随输入电压按正弦规律变化，通过L1的高频电流包络正比于输入电压，其平均电流呈正弦波形，使输入电流呈正弦波；R2取样输出电压，控制APFC控制器的输出占空比，稳定输出电压。
目前，APFC专用芯片很多，在电子镇流器中应用广泛，具体电路不做详细介绍，可参阅参考文献。
4 利用自振荡半桥PWM驱动器设计的APFC电路在某些自振荡半桥PWM驱动器电路中，可以利用PWM驱动器输出固定频率的脉冲来作APFC控制，这里介绍两种典型电路。
4．1利用自振荡输出波形控制的APFC电路电路原理图如图3所示。
升压电感L1、二极管D5、电容C2和开关管Q3等组成APFC电路。
由于PWM驱动器U1输出脉冲的频率和占空比都是固定的，Q3导通时，D5截止，C2向负载放电；Q3截止时，电感L1产生的突变电势使D5正向偏置而导通，电感L1通过D5向C2和负载释放储能，此时整流二极管电流经电感L1连续，使输入电流波形连续，呈正弦波形，可将线路功率因数提高到0．95以上，使输入电流总谐波失真度（THD）降低到10％以下。
4．2 利用自振荡PWM驱动器的定时电路图3利用自振荡PWM驱动器输出波形控制的APFC原理电路图图4利用自振荡PWM驱动器的定时器设计的APFC原理电路图和波形图设计的APFC电路自振荡半桥PWM驱动器的振荡器是一个类似555的定时振荡器，CT端为锯齿波，可以用一电路产生同频、占空比可调的APFC电路。
有源功率因数校正技术原理及应用
收稿日期:20020719有源功率因数校正技术原理及应用APFC Technology Pr i nc iple and Appl ica tion朱方明ZHU Fangm ing余建刚YU J iangang (总参通信部驻宝鸡地区军代室 宝鸡 721006) (总参三部12局 上海 200072) (General Staff Signal m an m inistry Bao ji D elegate Secti on,Bao ji,721006,Ch ina)(General Staff12th bureau3rd m inistry,Shanghai,200072,Ch ina)摘 要:介绍功率因数校正定义、原理及A PFC控制方法,并进行实例分析。
关键词:PFC;A PFC;U C3854 目前国际上推行的IEC555-2,EN60555-2, IEEE-159等标准对电子生产厂家入网电气设备的电流谐波值进行了限制,因此,采用功率因素校准方法来实现“绿色能源”革命已势在必行。
本文将简要介绍有关功率因数的概念及应用实例。
1 谐波电流对电网的危害脉冲状的输入电流,含有大量谐波,一方面使谐波噪声水平提高,同时在A C-DC整流电路的输入端必需增加滤波器,既贵,体积、重量又庞大、笨重。
而且大量电流谐波分量倒流入电网,还会造成对电网的谐波“污染”。
一方面产生“二次效应”,即电流流过线路阻抗造成谐波电压降,反过来使电网电压(原来是正弦波)也发生畸变;另一方面,会造成电路故障,使变电设备损坏。
例如线路和配电变压器过热;谐波电流会引起电网L C谐振,或高次谐波电流流过电网的高压电容,使之过流、过热而爆炸;在三相电路中,中线流过三相三次谐波电流的叠加,使中线过流而损坏等等。
所以对电子设备进行功率因素校正已成必然趋势。
2 功率因数的定义及校正原理功率因数P F(Pow er Facto r)的定义是指:交流输入有功功率与输入视在功率之比值,其表达式为: P F=P实 P视=P (V RM S×I RM S)=V R×I1co sΩ (V R×I R)=I1co sΩ I R=Χco sΩ式中,V R是电网电压有效值,I R是电网电流有效值,I1是基波电流有效值,Χ=I1 I R是电网电流交流失真因数(又称基波因数),co sΩ是基波电压和基波电流的相移因数。
有源功率因数校正电路的研究与实现
有源功率因数校正电路的研究与实现通过研究和实现有源功率因数校正电路，可以实现对电源质量的改善，降低电能的消耗，减少损耗和对环境的负面影响。
1.功率因数校正原理研究：了解功率因数校正的基本原理和数学模型。
功率因数是指电源在供给有功负荷时，有时在供给无功性负载的比值，也可以看做是电源输出有用功率与总输入功率的比值。
功率因数的值在0到1之间，当功率因数接近1时，表示电源的供电效率高，能够更好的满足负载的需要。
2.有源功率因数校正电路设计：根据功率因数校正原理，设计出相应的电路结构和参数，包括调整电流和电压的相位角，提高功率因数的控制算法等。
3.电路元件选型与电路拓扑设计：选用合适的电子元件，如功率电子器件、电容器、电感器等，根据实际需求和电路模型，设计电路的结构和电路拓扑。
4.电路实现与验证：根据设计方案，利用仿真软件进行电路模拟，优化电路参数和结构；然后进行电路实现，包括电路板的设计和制作，元件的焊接等；最后，对实现的电路进行测试和验证，确保功率因数校正电路的稳定性和可靠性。
5.有源功率因数校正电路的应用：将研究和实现的有源功率因数校正电路应用于实际电源供应中，比如家庭电源、工业电源、照明电源等，以提高电能利用效率，减少能源浪费和环境污染。
值得注意的是，要对有源功率因数校正电路进行合理的设计和实现，需要综合考虑电源的负载特性，电压和电流的波形，电路的成本和可靠性等因素。
此外，对于有源功率因数校正电路的研究，还需要关注电路的应用环境和具体的需求，以满足电源供应的要求。
总结起来，有源功率因数校正电路的研究和实现是一个综合性的工作，在电路设计、电子元件选型和电路实现等方面都需要考虑。
研究和实现有源功率因数校正电路有助于提高电源效率和稳定性，减少电能的消耗和损耗，对于节能减排和环境保护具有重要意义。
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
UC3854是一款可编程高效能电源因数校正控制器，是由德州仪器公司(Texas Instruments，TI)生产的一款专业电源管理IC。
它是一种高效、可靠、智能化的功率因数校正控制器，常用于交流电源的功率因数校正应用中，可实现高精度的电源因数校正，并且具有较高的应用灵活性和可靠性。
UC3854采用的是有源功率因数校正技术，即通过对输入电流调节来控制输出电流的大小，从而达到功率因数校正的目的。
有源功率因数校正电路主要由电源电路、控制电路、采样电路和校正电路等部分组成。
其中，电源电路提供了稳定的工作电压和电流，控制电路通过控制开关管的导通和截止，实现对输出电流的控制。
采样电路采集输入电压和电流的信息，并将其转化为数字信号，校正电路根据采集到的信号，控制开关管的导通和截止，实现功率因数的校正。
UC3854的应用场景非常广泛，主要应用于交流电源的功率因数校正。
它可以实现交流电源的输入电压和电流的采样和测量，计算出功率因数的值，然后对输出电流进行调节，从而实现功率因数的校正。
同时，该芯片还具有多种保护功能，如过电流保护、过电压保护、过温保护等，能够保证电路的可靠性和安全性。
总之，UC3854是一款功能强大、性能稳定、可靠性高的有源功率因数校正控制器，对于交流电源的功率因数校正具有重要的作用。
它的应用广泛，可以满足不同场合和需求的功率因数校正要求，是一款非常优秀的电源管理IC。
自己总结有源功率因数校正apfc
自己总结有源功率因数校正A P F C-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII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。
有源功率因数校正电路(APFC)
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）
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来自电感电流取样电阻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
有源功率因数校正电路（APFC）
（三） L6561/6562芯片的应用电路
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）
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）：
有源功率因数校正技术原理及应用
摘
要 ：介 绍 功 率 因数 校 正 定 义 、 原 理 及 ＡＰ Ｃ控 制 方 法 ，并 进 行 实例 分 析 。 ． Ｆ
关 键 词 ：ＰＦ Ｃ；ＡＰＦ Ｃ；ＵＣ３ ５ ８４
目前 国 际 上 推 行 的 Ｉ Ｃ ５ — ２ Ｎ６ ５ ５ ２ Ｅ ５５ ，Ｅ Ｏ ５ — ， ＩＥ Ｅ Ｅ一 １ ９等 标 准 对 电 子 生 产 厂 家 入 网 电气 设 备 的 ５
数 ）一 ／ Ｒ一 １ 同相 位是 使 ＝ ０ ， ｃ ｓ。一 １ ， ｌｉ ； 。即 ｏ０ 。
在 电源输 入级 插 进 功率 因数 校 正 网络 ，通过适 当 的控 制 电路不 断 调节 输入 电流波 形 ， 其 逼 近正 弦波 ， 使
并 与输入 的 电网 电压 保持 同相 ，这样 就 达到 了功 率 因
覆 一 ＰｆｖＲ ｓ× Ｉ Ｍ 、 （ Ｍ Ｒ Ｓ ）
ＶＲ× Ｊｃ ｓ ／ ＶＲ× Ｉ ）＝ Ｊ ｃ ｓ ／ Ｒ １ｏ ￣ （ Ｒ １ｏ ￣ Ｉ ７ｏ ￣ ｅｓ
＝＝
在 整 流器 和 负载 之 间接入 一个 ＤＣ－ＤＣ开关变 换 －
器 ，应 用 电流 反馈 技术 ，使 输 入端 电流 ｉ波形 跟 踪交 ｉ 流输 入 正 弦电压 波 形 ，使 电网 输入 端 的 电流 波形逼 近 正 弦波 ， 并与 输 入 的 电网 电压 同相位 。 主要 优点是 ： 可 得 到较 范 可
维普资讯
有 源功 率 因数 校 正技 术原 理及 应 用
收 稿 日期 ：２ ０ — ７ １ ０２ ０ —９
有源功 率 因数校 正技术 原理及 应用
Ａ ＰＦＣ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｐｒ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ Ａｐｐｌｃ ｔｏ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｉ ｃ ｐｌ ｎ ｉａ ｉｎ
有关功率因数校正方面的知识总结
有关功率因数校正方面的知识总结1、什么是功率因数校正(PFC)?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 也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
基本上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 代表其电力利用率越高。
开关电源供应器上的功率因数校正器的运作原理是去控制调整交流电电流输入的时间与波型 使其与直流电电压波型尽可能一致 让功率因数趋近于。
这对于电力需求量大到某一个水准的电子设备而言是很重要的,否则电力设备系统消耗的电力可能超出其规格 极可能干扰铜系统的其它电子设备。
一般状况下,电子设备没有功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)时其PF值约只有0.5。
PFC的英文全称为"Power Factor Correction" 意思是"功率因数校正"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 也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度 当功率因素值越大 代表其电力利用率越高。
计算机开关电源是一种电容输入型电路 其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失 此时便需要PFC电路提高功率因数。
目前的PFC有两种 一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。
PFC打个形象的比方 一个啤酒杯的容积是一定的 就好比是视在功率可是你倒啤酒的时候很猛 就多了不少的泡沫 这就是无功功率 杯底的啤酒其实很少 这些就是有功功率。
这时候酒杯的利用率就很低 相当于电源的功率因数就很小。
PFC的加入就是要减少输入侧的无功功率 提高电网的利用率对于普通的工业用电来讲是把电流的相位与电压的相位调整到一块了 对于开关电源来讲是把严重畸变了的交流侧输入电流变成正弦 另外还有降低低次谐波的功能 因为输入的电流是正弦了。
2、为什么我们需要PFC?功率因素校正的好处包含 1.节省电费2.增加电力系统容量3.稳定电流低功率因数即代表低的电力效能 越低的功率因数值代表越高比例的电力在配送网络中耗损 若较低的功率因数没有被校正提升 电力公司除了有效功率外 还要提供与工作非相关的虚功 这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的配送系统等事实上可被省略的设施 以弥补损耗的不足。
有源功率因数校正控制方法浅析_杨永清
櫬櫬櫬櫬櫬櫬櫬櫬櫬櫬毬毬毬毬理论研究收稿日期：2011-12-09作者简介：杨永清（1969－），男，甘肃武山人，本科，工程硕士，高级工程师，主要从事移动电站的研究、设计工作，E-mail ：yyq8828@126．com 。
有源功率因数校正控制方法浅析杨永清1，张萍1，席小卫2（1．兰州电源车辆研究所有限公司，兰州730050；2．兰州理工大学技术工程学院，兰州730050）摘要：简要阐述功率与功率因数之间的关系及改善功率因数的主要措施；对有源功率因数校正控制方法的三种电路结构进行比对分析。
关键词：功率因数；校正控制；方法doi ：10．3969/j．issn．1003-4250．2012．01．004中图分类号：TM401+．1文献标识码：A 文章编号：1003-4250（2012）01-0014-03在以220V 交流电网电压作为输入的开关稳压电源中，交流输入电压整流后接滤波电容器，输入电压是正弦波形，但由于电路中含有非线性元件和储能元件，此时输入的电流不是正弦波，而是一种脉冲波形。
脉冲状的输入电流含有大量的谐波，其无功分量基本上为高次谐波，三次谐波幅度约为基波幅度的95%，五次谐波约为70%，七次谐波约为45%，九次谐波为25%。
高次谐波的产生大大降低了输入端的功率因数，对电能的品质产生较大的影响。
大量电流谐波分量倒流入电网，造成对电网的谐波污染。
谐波电流流过线路阻抗产生谐波电压降，使原来是正弦波形的电网输入电压的波形发生畸变。
另外，谐波也可能使电路发生故障甚至损坏，谐波造成其流经的导线过热、配电变压器过热、引起电网LC 谐振、三相电路中的中性线因三次谐波电流的叠加而过热。
1功率及功率因数分析以单相为例，瞬时功率p 等于电压u 和电流i 的乘积，P =ui在正弦稳态情况下，设：u 槡=2U cos （ωt +ψu ）i 槡=2I cos （ωt +ψi ）则p 槡=2U cos （ωt +ψu ）槡ˑ2I cos （ωt +ψi ）=UI cos （ψu －ψi ）+UI cos （2ωt +ψu +ψi ）令φ=ψu －ψi ，φ为电压和电流之间的相位差，有p =UI cos φ+UI cos （2ωt +ψu +ψi ）（1）瞬时功率有两个分量，设第一个分量为恒定值，第二个分量为正弦量，其频率是电压或电流频率的两倍。
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有源功率因数校正PFC 电路主要有升压型、降压型、升压－－降压型和回扫型等
基本电路形式，其中升压型有源PFC 电路在一定输出功率下可减小输出电流，减小输
出滤波电容的容值和体积，故在电子镇流器中广泛应用。
升压型有源PFC 电路在控制方法上，有电感电流断续传导模式和峰值电流控制模式。
其电路原理图如图2所示。
电路工作原理如下：Q1导通时，D5截止，电容C1向负载放电；Q1截止，电感L1储能经D5对电容C1充电。
由于Q1和D5交替导通，使整流器输出电流经电感L1连续。
这样输入电流也连续。
图中，R1取样输入电压，保证通过电感L1的电流跟随输入电压按正弦规律变化，通过L1的高频电流包络正比于输入电压，其平均电流呈正弦波形，使输入电流呈正弦波；R2取样输出电压，控制APFC 控制器的输出
占空比，稳定输出电压。
目前，APFC 专用芯片很多，在电子镇流器中应用广泛，具体电路不做详细介绍，可参阅参考文献。
4 利用自振荡半桥PWM 驱动器设计的APFC 电路
在某些自振荡半桥PWM 驱动器电路中，可以利用PWM 驱动器输出固定频率的
脉冲来作APFC 控制，这里介绍两种典型电路。
4．1利用自振荡输出波形控制的APFC 电路
电路原理图如图3所示。
升压电感L1、二极管D5、电容C2和开关管Q3等组成APFC 电路。
由于PWM 驱动器U1输出脉冲的频率和占空比都是固定的，Q3导通时，D5截止，C2向负载放电；Q3截止时，电感L1产生的突变电势使D5正向偏置而导通，电感
L1通过D5向C2和负载释放储能，此时整流二极管电流经电感L1连续，使输入电流波形连续，呈正弦波形，可将线路功率因数提高到0．95以上，使输入电流总谐波失真度（THD ）降低到10％以下。
4．2 利用自振荡PWM 驱动器的定时电路
图3利用自振荡PWM 驱动器输出波形控制的APFC 原理电路图图4利用自振荡PWM 驱动器的定时器设计的APFC 原理电路图和波形图设计的APFC 电路自振荡半桥PWM 驱动器的振荡器是一个类似555的定时振荡器，CT 端为锯齿波，可以用一电路产生同频、占空比可调的APFC
电路。
其原理电路如图4所示。
自振荡PWM 驱动器的CT 端波形为锯齿波，送到比较器U2的正端；将直流输出
电压分压送到比较器U2的负端。
当C 点的电压小于D 点时，E 点为高电平，Q4导通；当B 点为高电平时，F 点为高电平，Q3导通，电感L1储能，电容C2向后级供电。
当C 点电压高于D 点时，E 点为低点平，不论F 点电平状态，Q4截止，Q3截止，电感L1经
D5向C2和后级释放储能。
这样二极管电流经电感L1连续，各点相关波形如图4（B ）所示。
从波形上可以看出F 点波形脉冲宽度小于A 或B ，而且可调，但小于50％；通过
调整R1、R2的分压比，可调整输出电压和输出功率，构成可调输出电路，这在开关电源和电子镇流器中有较广泛的应用。
5 利用TOPSwitch 开关构成的APFC 电路
TOPSwitch是一种离线式PWM 开关，其内部集PWM 控制器和MOSFET 开关管为
一体。
由其构成的APFC 电路如图5所示。
在图5中，控制器U1、电感L1、二极管D5、D6和电容C1构成APFC 电路，当控制器U1的C 端（控制端）达到设定电压时，U1被启动。
电阻R1取样输入瞬时电压，电阻 R2取样输出电压，U1的控制端输入电流影响输出占空比，其占空比与输入电流成反
比，随输入电压线性变化。
通过U1的调整，输入平均电流呈正弦波形，且与输入电压保持同相位，是一种固定频率电流断续模式的APFC 电路。
可将线路功率因数提高到0．98左右。
此外，还可利用紧凑型自振荡半桥PWM 驱动器（如IR51HXX 系列）构成类似图 4和图5的APFC 电路。
紧凑型自振荡半桥PWM 驱动器是集紧凑型自振荡PWM 电路
和两只MOSFET 管于一身，具有电路简单、紧凑的特点，只适合于节能灯和小型开关电源电路。
6 结束语
有源功率因数校正技术应用在高压钠灯电子镇流器上，使其输入侧的功率因数提高到0．99以上，将总谐波失真度降低到10％以下，反馈到电网的谐波大为减少，起到了节约能源、降低消耗和减少电网污染的作用。