功率因数校正控制方案

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功率因数校正的分析

功率因数校正的分析功率因数校正是一种校正电气设备的技术，旨在改善电力系统的功率因数，提高电能的利用效率。

它对降低电能损耗、增加输电距离、改善电力质量等方面具有重要意义。

本文将对功率因数校正的原理、方法和应用进行详细的分析。

首先，我们来了解功率因数的概念。

功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率的比值。

在电力系统中，负载的功率因数越低，说明负载对电能的利用效率越低。

例如，功率因数为0.7的电机，其视在功率是有功功率的倒数，即有147%的电能浪费在线路和变压器上。

所以，提高负载的功率因数对于节约能源具有重要的作用。

接下来，我们探讨功率因数校正的原理。

功率因数的补偿可以通过两种方式实现：被动校正和主动校正。

被动校正是指增加并联电容器或电感器，来补偿负载的无功功率。

这种方式简单、成本较低，但对电流谐波产生不利影响。

主动校正则采用电子装置，通过逆变器和电容器的控制，实现在线校正负载的功率因数。

主动校正方式不受谐波干扰，可在较宽的功率范围内校正功率因数，但设备和安装的成本较高。

然后，我们介绍功率因数校正的方法。

根据负载特点和电网需求，有多种方法可用于功率因数校正。

最常见的方法是并联补偿和串联补偿。

并联补偿是在负载侧并联连接电容器或电感器，通过无功功率的补偿来提高功率因数。

串联补偿是在电源侧串联连接逆变器和电容器，通过控制输出电流和电压来改善负载的功率因数。

此外，也可采用混合补偿方法，即并联和串联补偿的结合，根据实际情况综合考虑。

功率因数校正的应用非常广泛。

在工业领域，大型电机、电离发生器、弧炉等设备都需要进行功率因数校正，以提高电能的利用效率和降低能耗。

在商业和住宅领域，办公楼、超市、酒店、居民小区等场所，安装功率因数校正装置可以减少电能的浪费和降低电费。

此外，电力公司也可在配电网中使用功率因数校正装置，以改善电压质量、提高电能的传输效率。

然而，功率因数校正也面临一些挑战和限制。

首先，校正装置的选择和安装需要根据负载特点和电网要求进行合理设计，避免过校正或欠校正。

功率因数校正方法

功率因数校正方法
功率因数校正是一种用于改善电力系统中功率因数的方法。

功率因数是指交流电路中有用功与视在功之比，表示电路的有效功率与总功率之间的关系。

在电力系统中，功率因数通常是根据负载的性质来确定的。

负载可以是感性的（如电动机、变压器等）或容性的（如电容器等）。

感性负载倾向于产生滞后于电流的相位，导致功率因数低于1。

而容性负载则会导致电流超前于电压的相位，功率因数高于1。

功率因数越低，系统的效率越低，会导致能源的浪费和电力系统的负荷不平衡。

因此，需要采取一些措施来校正功率因数。

其中一种常用的方法是安装功率因数校正装置。

这些装置通常由电容器组成，可以通过改变电路的视在功率来校正功率因数。

当负载为感性负载时，功率因数校正装置可以增加电路的容性负载，使得功率因数接近1。

同样，当负载为容性负载时，功率因数校正装置可以增加电路的感性负载，达到同样的效果。

另一种常见的方法是采取能源管理措施。

通过对负载的合理安排和管理，可以确保不同类型的负载在系统中的均衡分布，从而提高整个系统的功率因数。

这可以包括定期对负载进行检查和调整，确保它们在操作范围内正常工作。

此外，还可以采取节能措施，如使用高效率设备和技术，减少无效功率损耗。

功率因数校正对于电力系统的稳定运行和效率至关重要。

通过采取适当的措施，
可以降低能源浪费，减少电力系统的故障率，并提高整个系统的可靠性和可持续性。

功率因数低的解决方案

功率因数低的解决方案
功率因数低是一种普遍存在的电力问题，它会导致电网过载、设备损坏、能源浪费等一系列问题。

为了解决这一问题，我们可以采取以下措施：
1. 安装功率因数校正装置：功率因数校正装置可以通过调节电容器的容量，提高电路的功率因数。

这样可以减少能源浪费，延长设备寿命。

2. 定期维护设备：电力设备因长期运行会导致电容器老化、电路接触不良等问题，这些问题都会导致功率因数降低。

因此，定期维护设备，及时更换电容器等部件，可以保持合理的功率因数。

3. 优化电路结构：在电路设计时，应优化电路结构，减少电路的损耗。

同时，应根据负载情况合理选择电容器容量和安装位置，以最大程度地提高功率因数。

4. 提高能效：提高设备和系统能效，降低负荷功率，也是提高功率因数的一种方法。

在能源管理方面，可以通过推广节能技术、改善生产工艺、优化设备使用等方式，实现能效提升，减少功率因数低的问题。

通过以上解决方案，可以有效提高电路的功率因数，降低能源浪费，保证电力系统稳定运行。

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有源功率因数校正控制电路的设计

直流电压。整流器加电容滤波电路是一种非线性组件和储能组件的结合，因此，虽然输入交流电压是正
弦的，而输入交流电流是一个时间很短、峰值很高的
周期性尖峰电流，波形严重畸变。如果去掉输入滤波电容，则输人电流变为近似的正弦波，提高了输入侧的功率因数并减少了输入电流的谐波，但是整流电
ｏｎａｄｖａｎｃｅｄｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＣａｌＴｙｏｕｔｕｌｔｒａ－ｌｏｗｓｔａｒｔ－ｕｐｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｏｗｑｕｉｅｓｃｅｎｔａｎｄｐｏｗｅｒｃｕｒｒｅｎｔ．ＩＣｃｏｕｌｄｗｏｒｋｉｎｐｏｗｅｒｃａｖｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｈａｓｉｎｎｅｒｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｉｓｃｏｎ￣ｏＨｅｄｂｙｍｅｎｓａｏｆａ
关键词：有源功率因数控制；临界导电模式；过压保护
中图分类号：ＴＮ４０２文献标示码：Ａ
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆｃｕｒｒｅｎｔ－ｍｏｄｅＰＦＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＩＣ
ＮＩＥＪｉ－ｐｉｎｇ
平滑的直流输出，必须在整流电路和滤波电容之间

电子电路中的功率因数校正方法

电子电路中的功率因数校正方法在电力系统中，功率因数是衡量负载的有效功率与视在功率之比的指标，它的大小直接影响到电路的效率和能耗。

功率因数过低不仅会造成能源的浪费，还会导致电网负荷过大，甚至影响到电力设备的正常运行。

因此，为了提高电子电路的效率和减少能源浪费，我们需要采取合适的功率因数校正方法。

一、有源功率因数校正方法有源功率因数校正是通过引入功率因数校正装置来改善功率因数的方法。

这种方法主要利用电容器、电感器等能够主动吸收或释放无功功率的器件，在电路中实现无功功率的补偿，从而提高功率因数。

电容器校正法是一种常见的有源功率因数校正方法。

通过并联连接电容器，可以补偿电路中的无功功率，并提高功率因数。

电容器校正法具有动态响应快、控制简单、成本较低等优势，广泛应用于各种电子设备和家居电器中。

二、无源功率因数校正方法无源功率因数校正是通过改变电路的拓扑结构和元器件的参数来实现功率因数的校正。

这种方法通常不需要外部能量源，适用于一些不便于引入有源装置的场合。

改变电路拓扑结构是一种常见的无源功率因数校正方法。

通过重新设计电路的连接方式，可以改变电路的功率因数。

比如，将并联电容器改为串联电容器，或者将串联电感器改为并联电感器，都可以改善功率因数。

改变元器件参数也是一种常用的无源功率因数校正方法。

比如，通过改变电容器的容值或电感器的感值，可以调整电路的无功功率，从而改善功率因数。

这种方法需要根据实际电路的负载情况和功率因数要求进行参数匹配，以达到最佳校正效果。

三、主动功率因数校正方法主动功率因数校正是一种较为高级的功率因数校正方法，它通过监测电路的功率因数，再由控制器控制相关装置实现校正。

这种方法具有较强的自动化和智能化特点，能够实时监测和调整功率因数，保持电路的最佳工作状态。

主动功率因数校正方法通常采用微处理器或数字信号处理器作为控制器，并配合电容器、电感器等装置进行校正。

控制器根据电路的负载变化和功率因数需求，计算出所需的校正量，并控制装置的工作状态和参数，实现功率因数的校正。

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。

功率因数校正波形及谐波控制要求!

功率因数校正波形及谐波控制要求1.大于0.9以上的功率因数校正的基本电压和电流波形：①满载, 115Vac电压输入②满载, 230Vac电压输入③调光电源的满载, 115Vac电压输入④调光电源的满载, 230Vac电压输入⑤满载, 90Vac电压输入Upper: IIN, 0.2 A / div.Lower: VIN, 100 V, 10 ms / div.⑥满载, 265Vac电压输入Upper: IIN, 0.1 A / div.Lower: VIN, 200 V / div., 10 ms / div.2.带功率因数校正设计的MOS漏极电压和电流波形参考：①220V满载Upper: ID 2.0 A / Div.Lower: VDRAIN 200 V / Div.②265V满载Upper: ID 2.0 A / Div.Lower: VDRAIN 200 V / Div.3.谐波电流测量值和Class C限制值( <25W )①电源的满载谐波电流测试值②调光方式的谐波电流限值要求③谐波参考测试数据谐波测试与参考数据的设计裕量：4. 举例说明谐波的要求，实测和参考值分析 ① 产品的谐波要求值-举例② 谐波含量的百分比Harmonic谐波Iin(mA)限定值At230VAC % of-Fundamenta（基本测试的百分数） Maximum % Allowed By IEC61000-3-2. Class C （IEC 标准允许的最大百分比）13852 2.4 0.622.0 3 15.6 4.05 29.7 4 2.3 0.60 5 10.5 2.73 10.0 6 1 0.26 7 8.6 2.23 7.0 8 0.5 0.13 9 6.5 1.69 5.0 10 0.40.10。

主动式PFC方案

主动式PFC方案什么是主动式PFC？主动式功率因数校正 (Power Factor Correction，简称PFC) 是电力电子中的一个重要技术，用于提高电源的功率因数和效率。

PFC技术的主要目标是使输入电流的波形更接近正弦波，并与输入电压保持同相，从而减小谐波污染并提高功率因数。

主动式PFC方案是一种常见的PFC技术，其主要特点是通过控制电路中的电压和电流来实现功率因数校正。

主动式PFC的工作原理主动式PFC方案是通过使用控制电路，根据输入电压的变化来调整电路中的输出电流，从而实现有效的功率因数校正。

主动式PFC方案一般采用离散电路或集成电路来实现，其核心部分是功率因数校正控制器。

该控制器可以根据输入电流和电压的相位差来监测功率因数，并通过控制开关管的导通角来调整输出电流的波形，以使其与输入电压同相。

主动式PFC方案的基本工作原理如下：1.输入电压采样：控制电路会对输入电压进行采样，获取输入电压的波形和相位信息。

2.输入电流采样：同样地，控制电路还会对输入电流进行采样，获取输入电流的波形和相位信息。

3.相位差计算：控制电路会通过计算输入电流与输入电压的相位差来获得功率因数的信息。

4.控制信号生成：根据相位差的大小，控制电路会生成相应的控制信号。

5.开关管控制：控制电路将控制信号传递给开关管，从而控制开关管的导通角度。

6.输出电流校正：开关管的导通角度的变化会使输出电流的波形发生改变，从而校正功率因数。

主动式PFC的优点相比传统的无功补偿方法，主动式PFC具有许多优点，可以显著提高电源的功率因数和效率。

以下是主动式PFC的几个优点：1.高功率因数：主动式PFC方案可以将电源的功率因数提高到接近1，减小在电网中产生的无用功，并提高电源的利用率。

2.低谐波污染：主动式PFC方案可以实现输入电流的波形接近正弦波，减小谐波对电网和其他设备的影响，降低谐波污染。

3.有效利用电源：主动式PFC方案可以使电源在输出电流波形变化时自动调整输出电压，从而提高输出电源的利用率，并避免过度供电或欠供电的情况发生。

改善功率因数的方法

改善功率因数的方法
改善功率因数的方法有以下几种：
1. 安装功率因数校正装置：功率因数校正装置（Power Factor Correction Device）可以根据电网的功率因数情况，自动调整并优化负载的功率因数，使之接近1。

这样可以减少无效功率的损耗，提高电能利用率。

2. 使用电容器并联调节功率因数：在大型工业和商业设备中，可以使用电容器并联到电路中，来调节功率因数。

电容器通过补偿感性负载的无功功率，改善功率因数并减少无功功率的损耗。

3. 平衡负载：在多个负载并联的情况下，尽量使各个负载的功率因数相同，可以减少功率因数的波动和完善系统的功率因数。

4. 减少感性负载：感性负载如电动机、变压器等会引起功率因数的下降，因此减少感性负载可以改善功率因数。

例如，可以采用高效能低损耗的电动机，在运行时尽量避免轻载和空载。

5. 优化电源系统：通过合理设计和优化配电系统、使用高效节能的电源设备，可以减少无功功率的消耗，改善功率因数。

需要注意的是，改善功率因数并不意味着减少总功率的消耗，只是通过减少无效
功率的损耗，提高电能利用率。

因此，在实际应用中应权衡经济效益、投资成本和实际需求，选择合适的方法来改善功率因数。

有源功率因数校正技术及控制方式分析

置使用晶闸管或二极管，整流器件的导通角远小于１８００，从而产生大量谐波电流．而谐波电流不做功，只有基波电流做功，因此功率因数很低．
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

功率因数校正标准优化解决方案

功率因数校正标准优化解决方案人们都倾向于按照基本的60Hz或50Hz频率考虑电力线上的能量——这也是电站的涡轮和发电机产生电压的方式。

当然，如果有无功负载，电流就会滞后于电压。

这就是―功率因数‖，对吗?但难道它仍然是关于50Hz或60Hz时的―实际‖和无功元件吗?也对也错。

遗憾的是，这种概念化过程有些太过简单了。

在电力配送系统中，对功率因数校正(PFC)的理解通常是在电力配送系统中的某些点增加(一般来说)电容性电抗以抵消电感性负载效应。

我们可以说是―无功‖负载，但电源工程师在解决功率因数问题时通常最关心的是电机负载。

校正时可以采取电容阵列或―同步调相器‖(一种无负载同步电机)的形式。

更广泛地说，在使用AC-DC电源转换的任何电力线供电设备中都需要PFC。

这些设备种类繁多，小到便携式设备的电池充电器，大到大屏幕电视机。

总之，它们的输入整流器是主电流谐波失真的最大来源。

那么这些谐波失真来自哪里呢?一个常见的误解是开关稳压器导致了谐波功率因数分量。

事实上，谐波分量是在典型的全桥整流器和滤波电容器中产生的，电力线本身的阻抗则起着推波助澜的作用。

在稳定状态下，当输入电压超过滤波电容器上的电压时，电源将从电力线吸取电流。

这时产生的电流波形将包含电力线频率(图1)的所有奇次谐波。

一旦电压越过这个点，电流就只受电力线源阻抗、前向偏置的二极管电阻以及平滑直流电压的电容电抗的限制。

由于电力线呈现非零源阻抗，因此大电流峰值将导致电压正弦波峰上产生某些削波失真。

谐波被认为是功率因数的组成部分，因为它们与电力线频率关系密切。

作为傅里叶分量，谐波累积起来代表基频的异相电流。

事实上，功率因数的一种广义定义是：其中THD是总谐波失真。

功率因数的问题不管是什么原因，实际功率因数小于1的问题出在哪里呢?部分原因是经济上的，另外一部分原因则与安全有关。

不管相位关系如何，所有这些叠加的谐波电流会产生可测量的I2R损耗，因为这些电流是从发电厂经过数英里传输和配送线最后到达家庭或工作场所的过程中吸取的。

电路中的功率因数校正提高电源效率的方法

电路中的功率因数校正提高电源效率的方法在电力系统中，功率因数是衡量电路中有功功率与视在功率之比的参数。

当功率因数接近1时，表示电路的能量利用效率较高；而功率因数较低则表示存在较大的无效功率损耗。

为了提高电源的效率，并减少对能源的浪费，采取功率因数校正措施是十分重要的。

本文将介绍几种常见的方法，来改善电路中的功率因数校正，提高电源效率。

一、有源功率因数校正方法有源功率因数校正可以通过引入有源功率电子器件，如功率因数校正控制器（PFC），来调整电路中的功率因数。

PFC根据电路的输入和输出特性，通过控制电流的相位和幅值，实现功率因数的校正。

1. 单级整流功率因数校正单级整流功率因数校正适用于直流电源和低功率交流电源。

它通过全桥整流电路将交流信号转换为直流信号，并利用功率因数校正控制器来实现功率因数的校正。

2. 多级整流功率因数校正多级整流功率因数校正适用于高功率交流电源。

它将输入交流信号分割为多个等值的部分，分别经过整流电路和功率因数校正控制器的作用后，再进行并联输出。

这样可以提高整体系统的功率因数，并减少电路中的谐波失真。

二、无源功率因数校正方法无源功率因数校正主要是通过连接电感、电容等被动元件来实现的。

它不需要额外的能源输入，是一种相对简单且经济的功率因数校正方法。

1. 电容器补偿法电容器补偿法是一种常见的无源功率因数校正方法。

通过连接电容器到电源电路中，利用电容器的电流-电压特性来改善功率因数。

电容器能够吸收无功功率，从而提高功率因数。

2. 串联电感法串联电感法也是一种无源功率因数校正方法。

通过串联电感到电源电路中，可以改变电路的阻抗特性，从而减小无功功率的流动。

此方法适用于负载有饱和磁芯材料的电路。

三、整流桥电路的谐波校正方法在电路中，整流桥电路常常会引入谐波失真，从而影响功率因数。

为了解决这个问题，可以采取以下几种谐波校正方法。

1. 调整整流桥的电路结构可以通过改变整流桥电路的结构，选择合适的二极管材料和电容电感参数等，来减少谐波失真。

功率因数校正技术的研究

功率因数校正技术的研究功率因数校正(PFC)技术旨在提高电力系统的功率因数，从而减少能源浪费和降低对电网的负载。

功率因数是指交流电电流和电压之间的相位差，是表征电力系统效率和能源利用率的重要参数之一、传统的电力系统中，大多数电子设备都是非线性负载，如电脑、电视和变频空调等，这些负载会导致电力系统中的电流和电压波形失真，从而降低功率因数。

功率因数校正技术主要有两种方法，分别是主动式和被动式的校正方法。

主动式校正方法是通过使用功率电子器件，如开关电容器或开关电感器，来动态调整并校正非线性负载引起的功率因数。

这种方法具有高效、快速响应和广泛适用等特点，但需要电子器件的支持和较高的成本投入。

被动式校正方法是通过在电源输入端串联电感或并联电容来补偿功率因数。

这种方法简单、可靠，并且成本较低，但响应速度较慢，对系统的变化较不敏感。

随着科技的发展和电子器件的进步，越来越多的电力电子器件被应用于功率因数校正技术中。

例如，可调谐电容器和整流器等先进的功率电子器件可以实现高效、精确的功率因数校正，进一步提高电力系统的能效。

1.功率因数校正控制方法研究：根据不同的负载特性和系统需求，设计适应性强、控制精度高的校正控制算法。

常用的控制策略包括单回路控制、双回路控制和基于神经网络的自适应控制等。

2.功率因数校正器件研究：研究新型的功率电子器件，提高校正器的效能和效能。

例如，研发具有更高压力容量和更低损耗的电容器，以提高功率因数校正装置的性能。

3.功率因数校正系统设计研究：设计更高效、更稳定的功率因数校正系统，如电源电路和控制模块等。

同时，结合节能和环保，开发低功耗的功率因数校正技术。

4.功率因数校正标准和法规的制定：制定和完善科学合理的功率因数校正标准和法规，加强对功率因数校正技术的规范化管理，促进技术的推广和应用。

总之，功率因数校正技术的研究将有助于提高电力系统的能效和稳定性，减少能源浪费，降低对电网的负载。

随着科技的不断进步和研究的深入，我们有理由相信功率因数校正技术将在未来得到广泛应用，为电力系统的可持续发展做出贡献。

几种功率因数校正的新方法

用付立叶变换得到的各个奇次谐波量值与标准比较如图4（b）所示。

这种最大值为5A的电流波形，相应于1000W的输入功率其基波电流为4.3A，三次谐波电流为1A，标准限制值是2.3A。

其它各个奇次谐波电流含量，都低于标准规定要求。

采用升压变换器拓扑结构，利用微控制器可以获得符合标准要求的非正谐波电流，同时能得到稳定的DC输出电压，并提供各种安全保护功能。

采用升压式PFC拓扑结构，在同样的输出功率下，有较小的输出电流，从而可使用较小的输出电容和电感元件。

图5示出的是一种基于标准ST90E30微控制器和UC3843电流型PWM控制器的数字PFC 升压式预调节器电路原理图。

PFC升压变换器的输入电压（即全桥整流100HZ正弦半波脉动电压）经R1和R2组成的电阻分压器取样被ST90E30检测。

变换器DC输出电压通过R3和R4组成的电阻分压器采样，也被微控制器A/D转换器的一个信道检测。

DC输出电压的设定值，被存储在微控制器的存储器中。

变换器的DC输出电压调节环路的作用是保持DC输出电压不随负载变化而波动。

数字PFC升压变换器的电流调节环路以UC3843的比较器、触发器及其脚6输出驱动的功率开关MOSFET（Q）为基础，用作控制电流波形。

电压调整环路给出一个经RC滤波的PWM电压参考VREF，并与Q源极电阻Rsense上的电流感测电压进行比较，以确定在功率MOSFET中的峰值电流限制值IL。

微控制器提供时钟信号，用作使功率MOSFET中的PWM电流同步。

在时钟上升沿上，触发器置位，Q导通，通过升压电感L的电流增加。

当电流达到由VREF给定的限制值IL时，触发器通过比较器复位，Q截止。

为使电流波形与AC电压同步，通过微控制器A/D转换器的一个通道AC电压过零检测，并利用软件作支持，及时调节占空因数，对静态和动态误差进行补偿，以获得如图4（a）所示的电流波形。

对于图5所示的数字PEC升压变换器，当输出DC电压为400V和输出功率为400W时，其AC 输入电流IAC、桥式整流电压Vbridge和DC输出电压Vo与未采用PFC时的波形比较如图6所示。

电路中的功率因数校正

电路中的功率因数校正电路中的功率因数校正在实际工程应用中具有重要意义。

功率因数是衡量交流电路负载对电网负载的影响程度的一个参数，有助于优化电力系统效率和稳定性。

在本文中，将介绍功率因数的概念、计算方法以及校正方法，并讨论其在电路设计和应用中的重要性。

一、功率因数的概念和计算功率因数是指交流电路中实际功率与视在功率之比，用作用于电网上的有用功率与总视在功率之比的参数。

功率因数的数值范围为-1到1之间，当功率因数为1时，电路中的有用功率与视在功率完全匹配，该电路具有最高的效率。

计算功率因数的方法是通过将实际功率与视在功率进行比较。

实际功率是指电路中的有用功率，也是我们常说的有功功率(P)；而视在功率是指电路中的总功率，包括有功功率和无功功率之和，用复数形式表示，记为S。

功率因数的计算公式如下：功率因数 = 实际功率 / 视在功率二、功率因数校正的意义在实际电路应用中，如果功率因数小于1，则表示电路中存在较大的无功功率，这会导致电网负载增加、电能的浪费以及设备过载等问题。

因此，对功率因数进行校正具有重要意义。

功率因数校正的主要目的有以下几个方面：1. 提高电路的效率：校正功率因数可以减少无功功率的消耗，提高电路的有用功率输出，从而提高电路的效率，减少能源浪费。

2. 降低电网的负载：校正功率因数可以减少无功功率流入电网，有效减轻电网负荷，提高电网的稳定性和可靠性。

3. 避免设备过载：功率因数校正可以降低电路中的电流，减少设备过载的风险，延长设备的使用寿命。

三、功率因数校正的方法功率因数校正的方法有多种，根据具体情况选择合适的校正方法是很重要的。

以下介绍几种常见的功率因数校正方法：1. 电容补偿法：通过串联并联的方式，在电路中加入适当的电容，使得在电路中形成电容补偿电流，来校正功率因数。

电容补偿法适用于低功率因数的电路，可以快速地实现功率因数的校正。

2. 静态无功功率补偿器：静态无功功率补偿器是一种通过控制器和电力电子器件，实时调整电路中的无功功率来校正功率因数的设备。

电感电流断续模式下的功率因数校正数字控制解决方案

ｔｎｍｏｅｉｄ．ｏ
Ｋｅｒｓｉｉｌｓｎｌｐｏｅｓｎ（Ｐ）ＰＣ；Ｃ５Ｆ８３ｙｗｏｄ：ｄｇｔｉａｒｃｓｉｇＤＳ；ＦＭａｇ６０１
（）１控制电感电流，使输入电流正弦化，并跟随输出电压相位；２控制输出电压，（）保持输出电压恒定。电力电子技术是随着电力半导体器件的发展而发ＭＣ６８１５Ｆ０３是Ｆｅｓａｅ司针对电力电子应用ｒｅｃｌ公展的。随着数字信号处理技术的迅速发展，数字控制推出来的一款新型ＤＰ芯片。该ＤＰ基于增强型内ＳＳ由于其控制理论与实施手段的不断完善，因为其具核５８０，且６０Ｅ其芯片主频为３２ＭＨｚ内部有４Ｋｉ程，ｂｔ有高度集成化控制电路，较高的控制精度，以及稳定的序／数据ＲＭ和１ｂｔＡ６Ｋｉ程序Ｆａｈ此外，ｌ；ｓ并针对电工作性能，如今已成为功率电子学的一个重要研究方力电子应用密切相关的ＰＷＭ、时器和ＡＤ采样各定向。而且数字控制也是最终实现电源模块化、集成化、功能模块进行了专门优化，使其具有更佳使用特性。数字化、色化的有效手段。绿同时简化了一些与电力电子应用不太相关的硬件资功率因数校正作为电力电子功率变换的一种典源，使整个芯片具有较好性价比。芯片主要的外设资型应用，具有广泛的工程应用价值。功率因数校正源有：一个高分辨率ＰＷＭ模块，包含六个ＰＷＭ信号针对不同应用场合有多种工作模态，本文研究的内通道；一个高精度ＡＣ模块，Ｄ包含８１位Ａ路２Ｄ转换容是在电感电流断续工作模态下，采用通道，有两个ＡＤ转换器，最高转换时钟为５３．３ＭＨｚ，ＭＣ６８１ＤＰ芯片，成单相功率因数校正的数完成一次转换最快需１５．；５Ｆ０３Ｓ完．９／一个１位定时器模块，ｔｓ６字控制解决方案。包含四个定时／计数器，它们可以单独使用也可级联，可以计量外部事件在一段时间里发生的次数，也可以１功率因数校正技术和ＭＣ６８１ＤＰ芯５Ｆ０３Ｓ通过计量内部时钟得到外部事件发生的间隔时间。

功率因数校正电路的控制设计、升压功率因数校正电路的控制设计

Control Design of a Boost PFC CircuitAppendix 1A.1Control Design of a Boost PFC CircuitA.1.1Controller DesignThe controller design is based upon the procedures described in [25] [26]. The following sections give a brief description of the operation of each control loop.A.1.1.1Current LoopThe purpose of the current loop is to force the input current to follow a sinusoidal reference. Therefore the current loop bandwidth must be high enough to easily track the current reference signal and low enough to provide adequate phase and gain margin.A.1.1.2Voltage LoopThe voltage loop regulates the output voltage. If the voltage loop bandwidth were very high, then the output voltage would be constant but the input current would be distorted. Therefore the voltage loop bandwidth must be less than the line frequency. A larger 2nd harmonic voltage ripple is tolerated on the output thus allowing the current loop to regulate the input current more precisely.A.1.1.3Feedforward NetworkThe feedforward network is used to adjust the duty cycle to compensate for changes in the input line voltage. This is accomplished by supplying a DC signal proportional to the rms value of the line voltage. For this application, the feedforward network is not necessary.A.1.2Controller Design ExampleThe following equations and comments are used to provide an example controller design for a particular PFC boost circuit.Control Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC Circuit=volts per microsecondCslope0.02Control Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitFigure 11: Voltage compensation networkVoltage Loop Compensator Design:The voltage loop must be compensated for stability but because the bandwidth of the voltage loop is so much lower than the switching frequency the requirements for the voltage compensation are mainly driven by the need to reduce the input distortion.A pole in the amplifier is needed to reduce the amplitude of the second harmonic and to shift the phase by 90 degrees.The choice of R1 is somewhat vague. It is selected to be small enough so that theamplifier bias current does not affect the output but R1 must be large enough to avoid too much power dissipation. In our case:R1 4.2105.=Control Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitControl Design of a Boost PFC CircuitDiscussion of the design consideration and results(1)about the feedforward loop designThe feedforward loop design is a trade-off between quick converter responsce and low current distortation. The crossover frequency can only designed high below 120Hz so the 2nd harmonic will have little influence to the current reference and the input current distortation will be small.We select a two stage filter to increase the respense time and achieve a high attenuation of 2nd harmonic.Fig 2 shows the designed feedforward filter has about 18Hz crossover frequency, and theattenuation of 2nd harmonic is below 1.5%. It can satisfy the requiment.(2)about the current loop designThe design is based upon an intuitive time domain analysis given in the Unitrode application note for the UC3854 PFC controller and the ST application not for the L4981A PFC controller.(3)about the voltage loop designThe voltage loop design procedure is based upon an intuitive time domain analysis given in the Unitrode appication note for the UC3854 PFC controller and the ST application note for the L4981A PFC controller. This analysis is mainly based on suppression of the 100Hz ripple in the boost output voltage.In the previous file a low frequency model of the boost stage is used to perform classicalvoltage loop compensation. However this low frequency model is not so clear because the output voltage, input voltage and current cannot be considered constants. Therefore it istheoretically impossible to linearize the system and have an accurate power stage model.This is always a difficulty when modelling any single phase PFC circuit.。