有源功率因数校正
有源功率因数校正浅析
誊 ＿ 嚣 。 号 曩 锨
图八 Ａ Ｆ 电路 中输 入 电流或 电感 电流 的示意 ＰＣ
数 因
校
正
浅 析
流的 力 增加。 增， Ⅱ 而
… 一
从图 可以 八中 看出， 输入电 或电 流 一 流 感电 是
＼ Ｓ２ 串连续的直线上升 、 直线下降的三角波 ， 只要三角波
较小 ， 于进行 Ｅ Ｉ 易 Ｎ 滤波 ；
图八是电感电流或输入电流在 Ａ Ｆ Ｐ Ｃ控制器控
制下 ， 电流变化 的波形 。
④输入 电感 Ｌ能抑制快速的电路瞬变 ， 提高了
电路的工作可靠性 ；
ｎ１
一
⑤输出直流电压高于输入直流电压； ⑥在整个输入电压范围内能保持很高的功率因
２ 有 源功率 因数校正 （ ＰＦ 原 理 Ａ Ｃ）
ｌ
， ”
。 ｌ
１ ／ 咔 ｕ ‘ 为 输 人 日 八 电
流基波有效值 ， 为电网电流有效值 ， Ｉ Ｒ
＋‘ｌ ， 『 Ｉ＋‘ ２ ｌ＾ ＋＿ ．
其 中 ＩＩ， Ｉ为输 入 电流各 次谐 波 有效 值 ， 为 输 。 …， ， Ｕ。 入 电压基 波有 效 值 ，为输入 电流 的波 形 畸变 因 数 ， ｒ Ｃ￥１ ０￣为基 波 电压 与基 波电流 的位移 因数 ） 可见 ，Ｆ ｐ 。 Ｐ
减 少它 的失真 。
图一电路 中， 由于 ｃ的存在 ， 只有当输入 电压 高于 ｃ两端电压时， 整流器 中才有电流流过。一般 ｃ的容量很大 ，致使 整流二极管 的导通 角远小 于 １０ 即输入电流的导通时间很短 ， ８ 。， 导致电路 的功 率因数约为 Ｏ ～０ 。 ． ． ６ ７ 图四是一种典型无源 Ｐ Ｃ电路。 Ｆ 当输入 电压高 于 Ｃ 和 Ｃ 两端的电压时 ， １ ２ 两个 电容器处于串联充 电状态。当输入电压低于 ｃ１ Ｃ 两端 的电压时 ， 和 ２ 两个 电容处于并联放电状态。这样就增加了二极管
有源功率因数校正电路设计
有源功率因数校正电路设计
有源功率因数校正电路是一种电路设计方案，用于调整电路功率因数，提高功率因数的数值。
传统的电路设备通常具有低功率因数，这会导致能
源浪费和电网负载过大。
有源功率因数校正电路的设计目的是使电路的功
率因数尽可能接近1，提高能源利用率和电力系统的稳定性。
直流母线电压检测模块用于检测直流母线的电压，并将其转化为电压
信号输出。
交流输入电压检测模块用于检测交流输入电压，并将其转化为
电压信号输出。
这两个模块的信号将作为输入信号输入到控制逻辑与驱动
模块。
这些输入信号将被控制逻辑模块分析处理，用于控制整流器和直流
-交流逆变器模块。
整流器模块的作用是将交流电转化为平滑的直流电，在此过程中，由
于非线性元件的存在，电流波形可能会出现畸变。
因此，需要使用滤波电
路对电流进行滤波，消除谐波，并将输出电流的波形调整为与输入电压同
频率的正弦波。
直流-交流逆变器模块的作用是将直流电转化为交流电，并将其输出。
为了使逆变器的工作更加稳定，需要使用滤波电路对输出电流进行滤波，
消除谐波，并将波形调整为与输入电压同频率的正弦波。
功率放大器输出滤波模块的作用是对功率放大器输出的电流波形进行
滤波，使其更加接近理想的正弦波，并消除谐波。
总的来说，设计有源功率因数校正电路需要综合运用电路和控制理论
的知识。
通过合理设计各个模块之间的关系和参数，可以实现对电路功率
因数的校正和调整，提高电路的能源利用率和稳定性。
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。
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
关于有源功率因数校正(APFC)的研究
［
图 １ ＡＰ Ｃ 工作 原 理 图 Ｆ
Ｆ ｇ １ Ｓ ｈ ｍ ａ ｉ ｆＡＰＦ ｉ． ｃ ｅ ｔ ｏ ｃ Ｃ
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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Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｃｉｅ ｐ ｗｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｃｉ ｎ ｃ ｒｕ ｔｍａ ｅ ｎ ｕ ｕ ｅ ｔｗａ ｅｏｍ ｒｃ ｈ ｎ ｕ ｉ ｕ ｏｄ ｌａｔ ｒ ａｉ ｇ ｖ ｌ ｇ ｔ ｏ ｒｆ ｔｒ ｃ ｒｅ ｔ ｉ ｉ ｖ ａ ｏ ｃ ｋ ｓ ｉｐ ｔｃ ｒ ｎ ｖ ｆ ｒ ｔａ ｋ ｔ ｅ ｉ ｐ ｔｓｎ ｓ ｉａ ｌ ｎ ｔ ｏ ｔ ｅ ｅ ｎ ａ ｗａ ｅ ｏｍ ｏ ｇ ｔ ｉｈ ｒｐ ｗ ｒｆｃ ｏ ．Ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｏ ｍａ ｎｙ ａｍｅ ｔＡ Ｆ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ，ＵＣ ８ ４ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｕ ｔ ｓｉ ｔｏ ｖ ｆ ｒ ｔ ｅ ｈ ｇ ｅ ｏ ｅ ｔ ｒ ｏ ｔｏ ｈ ｄ ｓ ｉ ｌ ｉ ｄ ａ Ｐ Ｃ ａ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ａ ａ ｍｅ ３ ５ ｏ ｔ ｒ ｉ ｉ ｎｒ — ｏ ｃ ｃ ｄ ｃ ｄ，ａ ｄ ｔｅ ｄ ｓｇ ｆｐ ｗ ｒｃｒ ｕ ｔｉ ｃ ｍｐ ｅｅ ． ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ｅ ｇ ｏ ｅｆ ｒ ａ ｃ ｆｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔｃｒ ｕｅ ｎ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｅ ｉｃ ｉ ｓ ｏ ｌｔ ｄ Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｏ ｄ ｐ ｒｏ ｉ ｓ ｍ ｎ ｅ ｏ ｏｒ ｃ ｉ ｈ －
有源功率因数校正
有源功率因数校正
• 根据APFC拓扑分类
• 降压式 • 升/降压式 • 反激式 • 升压式
有源功率因数校正
• 降压式
这种电路的主要优点是：开关管所受的最大电压为输人电压的最大值，因此 开关管的电压应力较小;当后级短路时，可以利用开关管实现输出短路保护。 该电路的主要缺点是：由于只有在输人电压高于输出电压时，该电路才能工 作，所以在每个正弦周期中，该电路有一段因输人电压低而不能正常工作，输出 电压较低，在相同功率等级时，后级DC/DC变换器电流应力较大;开关管门极驱动 信号地与输出地不同，驱动较复杂，加之输人电流断续，功率因数不可能提高很 多，因此很少被采用。
有源功率因数校正
•Байду номын сангаас升降压式
该电路的优点是：既可对输人电压升压又可以降压，因此在整个输入正弦周期都可以 连续工作;该电路输出电压选择范围较大，可根据一级的不同要求设计;利用开关管可实现 输出短路保护。 该电路的主要缺点有：开关管所受的电压为输入电压与输出电压之和，因此开关管的 电压应力较大;由于在每个开关周期中，只有在开关管导通时才有输入电流，因此峰值电流 较大;开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动比较复杂;输出电压极性与输入电压极性 相反，后级逆变电路较难设计，因此也采用得较少。
有源功率因数校正
• 有源功率因数校正(APFC)电路是在整流器和负载之间接入 一个DC/DC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。
图1 有源功率因数校正原理
有源功率因数校正
有源功率因数校 正
小组成员：徐勇、常惜阳、付美真、王启龙、王嘉 炜、陈玉民、管红立、瞿林飞、田小龙、王彦刚
基础科普 有源功率因数校正技术该怎么分类
基础科普有源功率因数校正技术该怎么分类有源PFC技术是目前常见的功率因数校正技术，在很多电路系统的设计过程中都得到了充分的应用。
目前业内通常按照PFC技术的应用方向和电路拓扑形式对其进行分类，除此之外，还有一些别的分类方法，也同样可以对PFC技术进行分类。
今天主要针对PFC相关技术的分类为大家提供一些基础性的讲解，下面就让我们一起来看看吧。
在多数情况下，在开关电源中通常会对PFC电路按照拓扑结果进行分类，目前常见的有源功率因数校正变换电路有升压Boost、降压Buck、升降压和回扫四种类型，其中尤其以升压型的PFC电路结构最为流行。
在应用过程中，它的优点有很多。
第一，这种升压型的PFC电路能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。
其次，升压型的PFC电路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。
第三，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。
第四，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，能够延长使用寿命。
以上几种便是几个比较主要的有源PFC技术的分类，而在这些分类当中，我们要把握好有关于他们之间的区别与不同，这样才能够针对具体情况，进行实际操作当中的具体分析。
除了上面提及的按拓扑分类的方法外，有源PFC技术还可以采用其他的方法进行分类。
从变换电路的工作频率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；按电感扼流圈有无存储电流分，有连续传导模式，即CCM模式和不连续传导模式（DCM）两种，前者用于输出功率较大的场合，。
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。
有源功率因数校正电路的研究和应用
有源功率因数校正电路的研究和应用摘要：本文将全面介绍有源功率因数校正电路的研究与应用。
首先，我们将阐述什么是功率因数及其重要性。
然后，介绍有源功率因数校正电路的原理和工作方式。
接着，我们将详细探讨该电路在工业和家庭领域的应用。
最后，我们将讨论该技术的未来发展趋势和面临的挑战。
一、引言1.1背景介绍1.2研究目的和意义1.3文章结构二、功率因数的概念及意义2.1功率因数的定义2.2功率因数的重要性2.3功率因数改善的方法三、有源功率因数校正电路的原理和工作方式3.1有源功率因数校正电路的基本原理3.2有源功率因数校正电路的拓扑结构3.3有源功率因数校正电路的工作过程3.4有源功率因数校正电路的参数设计四、有源功率因数校正电路的工业应用4.1电力系统的功率因数校正4.2高效变频器的应用4.3电动机的功率因数校正五、有源功率因数校正电路的家庭应用5.1家用电器的功率因数校正5.2分布式发电系统的应用5.3太阳能发电系统的应用六、有源功率因数校正电路的未来发展趋势6.1基于无线通信技术的控制策略6.2智能电网中的应用6.3电动车充电桩的功率因数校正七、挑战与展望7.1技术挑战和限制7.2电力市场变革对有源功率因数校正的影响7.3未来研究方向八、结论本文将从不同角度全面论述有源功率因数校正电路的研究与应用，介绍功率因数的重要性和改善方法，深入解析有源功率因数校正电路的原理和工作方式，并探究其在工业和家庭领域的应用。
此外，本文还对有源功率因数校正电路的未来发展趋势和面临的挑战进行展望，以期为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考。
有源功率因数校正功率因数的定义功率因数PF定义为功率因数
有源功率因数校正、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 = P =U L11 coscos = cos '■UL 1 R 1R式中::基波因数，即基波电流有效值I i 与电网电流有效值I R 之比。
I R：电网电流有效值I仁基波电流有效值U L ：电网电压有效值 cos①：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 =1，所以PF = • cos ①二1 • cos ①二cos ①。
当线性电路且为纯电 阻性负载时，PF = • cos ①二1 • 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 HarmonicDistortion ）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(1)（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(a)平均电流型图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♦跟踪饯差小•瞬态特性好♦对噪声不敏憋 ♦开关频率固定 • THD/h • EMI 小♦需检測电感电流和乘法器， 控制结构复杂♦二极管反向恢复问题UC3854ABEMI :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(ContinuousConductionMode)和不连续导通模式 DCM(Disco nti nu ous Con duction Mode)。
有源功率因数校正的应用要点
有源功率因数校正的应用一、概述1、电网谐波问题及有关标准的提出随着现代工业的高速发展，电力系统的非线性负荷日益增多。
如各种换流设备、变频装置、电弧炉、电气化铁道等非线性负荷遍及全系统，而程控交换机、电视机、高频逆变焊机、电子镇流器等信息设备、办公自动化设备和家用电器的使用越来越广泛。
这些非线性负荷产生的谐波电流注入到电网，使公用电网的电压波形产生畸变，严重地污染了电网的环境，威胁着电网中各种电气设备的安全运行。
其危害概括起来有以下几个方面：①可能使电力系统的继电保护和自动装置产生误动或拒动，直接危及电网的安全运行。
②使交流供电设备(如交流发电机、UPS 等输出功率的利用率降低，并使输电线上的损耗增大，造成了紧缺资源的严重浪费。
③使三相四线制电网中的三次及其倍数次谐波在中线同相位，导致合成后中线电流很大，甚至可能超过相电流。
但由于安全标准规定中线无保护装置，因此可能过热起火发生安全事故。
④使各种电气设备产生附加损耗和发热、使电机产生机械振动和噪声。
⑤电网中谐波通过电磁感应、电容耦合、以及电气传导等方式，对周围的通讯系统产生干扰、降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通讯设备。
⑥谐波使电网中广泛使用的各种仪表，如电压表、电流表、有功及无功功率表、功率因数表、电度表等产生误差。
为消除此类误差，会大大增加制造成本。
⑦增加了电网中发生谐波谐振的可能性，造成很高的过电压或过电流，从而引起安全事故。
由于电网谐波的诸多危害，国际社会已于上世纪八十年代和九十年代初制定了一些与此相关的标准，以期尽量消除或降低其危害，如IEC1000-3-2、IEEE-519、IEC555-2、EN60555-2、MIL-STD-1399、Bellcore001089等。
我国也为此于上世纪八十年代研究对策，做了很多准备工作，并于1993年正式颁布了GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》标准，1998年又制定了GB17625.1-1998标准。
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。
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。
有源功率因数校正技术简介
有源功率因数校正技术简介摘要：随着电力电子装置的使用，电网中的谐波含量越来越多，功率因数校正技术在近些年来成为研究热点，可分为有源功率校正和无源功率校正。
其中，有源功率校正装置具有体积小、效率高等优点，本文对有源功率校正技术在buck、boost、buck-boost、flyback以及软开关等电路拓扑中的应用做了简单的介绍。
关键词：有源功率因数校正、buck、boost、buck-boost、软开关1引言近20年来电力电子技术得到了飞速的发展，已广泛应用到电力、冶金、化工、煤炭、通讯、家电等领域。
电力电子装置多数通过整流器与电力网接口，经典的整流器是由二极管或晶闸管组成的一个非线性电路，在电网中产生大量电流谐波和无功污染了电网，成为电力公害。
电力电子装置已成为电网最主要的谐波源之一。
20世纪90年代以来，世界上许多国家和国际组织都对电力电子产品的功率因数及谐波成分作了限制。
为了使电力电子产品的功率因数及谐波成分满足上述的规定和标准，可在整流桥和滤波电容之间加一级用于功率因数校正的功率变换电路，使输入电流为正弦波，从而提高功率因数，这就是有源功率因数校正技术。
有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称APFC）技术由于变换器工作在高频开关状态，而具有体积小、重量轻、效率较高、输人电压范围宽、THD小和功率因数高等优点，因此在现代电力电子技术中得到了广泛的应用。
2 有源功率因数校正的基本原理APFC又称为有源开关型补偿法，现今得到推广的APFC是DC/DC变换型电流整形方法，由于其主体为高频DC/DC变换器，所以也称为高频APFC。
高频APFC的基本思想是：将输入交流电压进行全波整流，然后对全波直流电压进行DC/DC变换，通过适当控制，使输入电流平均值自动跟踪全波直流电压的基准，且保持输出电压稳定，从而实现恒压输出和单位功率因数。
图1有源功率因数校正原理框图图1为这种电路的原理框图，其中，整流器为单相桥式不可控整流器，主电路采用DC/DC 变换电路，控制电路内部包含有一个电压误差放大器、一个电流误差放大器、一个模拟乘法器和一个固定频率的PWM控制器。
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。
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。
有源功率因数校正电路
有源功率因数校正电路
嘿，咱来说说有源功率因数校正电路是啥玩意儿。
有一次我去一个电子厂参观，看到一堆奇奇怪怪的电路板。
有个工程师就给我介绍了有源功率因数校正电路。
这有源功率因数校正电路呢，简单来说就是让电器用起电来更高效、更环保的一个东西。
比如说你家里的电脑、电视啥的，要是没有这个电路，可能就会浪费很多电，还会对电网造成不好的影响。
就像一个人吃饭，要是吃得乱七八糟，浪费粮食还弄脏桌子。
有源功率因数校正电路就是让电器像个乖孩子一样，好好吃饭，不浪费，也不捣乱。
这个电路可以把电流和电压调整得更好，让电器用起电来更顺畅。
就像给电器铺了一条平坦的路，让电能够顺利地跑过去。
在生活中，有源功率因数校正电路可重要了。
它能帮我们省电，还能让电网更稳定。
就像我在电子厂的那次参观，让我对有源功率因数校正电路有了更直观的认识。
嘿嘿。
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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。
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有源功率因数校正工作原理
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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。
由于变换器输出电压小于电源电压，故称为降压变换器。
降压型PFC主电路
（1）这种电路的主要优点是：开关管所受的最大电压为输人电压的最大值，因此开关管的电压应力较小；当后级短路时，可以利用开关管实现输出短路保护。
（2）该电路的主要缺点是：由于只有在输人电压高于输出电压时，该电路才能工作，所以在每个正弦周期中，该电路有一段因输人电压低而不能正常工作，输出电压较低，在相同功率等级时，后级DC/DC变换器电流应力较大；开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动较复杂，加之输人电流断续，功率因数不可能提高很多，因此很少被采用。
升降压型PFC电路
升降压型PFC电路如图所示，其工作过程如下：当开关管Q导通时，电流IIN流过电感线圈，L储能，此时电容C放电为负载提供能量；当Q断开时，IL有减小趋势，L中产生的自感电动势使二极管D正偏导通，L释放其储存的能量，向电容C和负载供电。
图3升压型PFC主电路
（1）该电路的优点是既可对输人电压升压又可以降压，因此在整个输入正弦周期都可以连续工作；该电路输出电压选择范围较大，可根据一级的不同要求设计；利用开关管可实现输出短路保护。
（2）该电路的主要缺点有：开关管所受的电压为输入电压与输出电压之和，因此开关管的电压应力较大；由于在每个开关周期中，只有在开关管导通时才有输入电流，因此峰值电流较大；开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动比较复杂；输出电压极性与输入电压极性相反，后级逆变电路较难设计，因此也采用得较少。
提示：常用连续电流模式类功率因数校正芯片有TDA16888（PFC+PWM）、1PCS01（PFC）、L4981、FA4800（PFC+PWM）、UC3854、UCC3817、UCC3818等。
正激型PFC电路
正激型PFC电路如图所示，当开关管Q导通时，二级管D1正偏导通，电网向负载提供能量，输出电感L储能。
当Q关断时，L中储存的能量通过续流二极管D2向负载释放。
这种电路的优点是功率级电路简单，缺点是要增加一个磁复位回路来释放正激期间电感中的储能。
正激型PFC主电路
反激型PFC电路
反激型PFC电路如图所示，当开关管Q导通时，输入电压加到高频变压器B1的原边绕组上，由于B1副边整流二极管D1反接，副边绕组中没有电流流过，此时，电容C放电向负载提供能量。
当开关管Q关断时，绕组上的电压极性反向，二极管D1正偏导通，储存在变压器中的能量通过二极管D1向负载释放。
这种电路的优点是功率级电路简单，且具有过载保护功能。
[1]
反激型PFC主电路。