功率因数校正实现方法
三相维也纳pfc工作原理
三相维也纳pfc工作原理三相维也纳PFC（功率因数校正）是一种功率电子装置，用于提高三相交流电源的功率因数和整流质量。
它通过控制交流电网电压和电流之间的相位差来实现功率因数的校正。
在本文中，我们将详细介绍三相维也纳PFC的工作原理。
一、三相维也纳PFC的基本原理```┌───────┐CVin ────>│ │── RLoad│PFC│GND────>││──L└───────┘```其中Vin是输入电压，PFC是功率因数校正装置，RLoad是负载电阻，C是输入滤波电容，L是输出滤波电感。
二、工作过程1.导通期在导通期，PFC的开关器件（如MOSFET、IGBT等）导通，输出电流流过三相维也纳PFC系统。
此时，电流和电压之间的相位差被控制在较小的范围内，以使功率因数达到接近1的目标。
此阶段的开关周期通常在几十千赫兹范围内。
在导通期，输入电压通过输入滤波电容C，经过三相维也纳PFC系统，流入负载电阻RLoad。
同时，电流通过输出滤波电感L，形成一个定向流。
所以，导通期的功率因数主要由开关器件的控制决定。
2.关断期在关断期，PFC的开关器件关断，输出电流停止流动。
此时，负载电阻上的电流仍然继续流动，但方向相反，形成了一个反向电流。
关断期的时间周期通常与导通期时间周期相等。
在关断期，营业电容C和电感L会对流过它们的电流进行平滑处理，以减少高频谐波。
同时，由于开关器件的关断，输入电源不再对负载电阻施加电压和电流。
三、优点和应用1.提高功率因数：三相维也纳PFC可以将功率因数从低值（如0.6、0.7）提高到接近1的理论最大值，以减少电网对电源的负荷。
2.减少谐波：三相维也纳PFC可以减少谐波，以改善电源质量。
3.降低线损：三相维也纳PFC可以减少电网上的电压和电流，降低线损。
总之，三相维也纳PFC是一种利用功率电子器件控制电流和电压之间的相位差，以提高功率因数的技术。
它具有提高电源效用、降低谐波、减少线损等优点，广泛应用于各个领域。
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。
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。
pfc的电路工作原理
pfc的电路工作原理
PFC（功率因数校正）电路是一种用于改善电源系统功率因数
的装置。
它主要用于交流至直流电源转换过程中，在输入电流与输入电压之间维持恒定的功率因数。
PFC电路的工作原理基于控制电流波形，以使其与输入电压波形保持同步，并在每个交流周期内保持恒定的功率因数。
其基本原理是通过在输入电源上加入电感器和电容器等元件，形成一个滤波器，滤除输入电源中的谐波成分，从而改善功率因数。
具体而言，PFC电路实现功率因数校正的过程如下：
1. 输入电压测量：PFC电路首先测量输入电压的幅值和频率。
2. 输入电压整流：交流输入电压经过整流器将其转换为直流电压，但会引入谐波成分。
3. 调整电流波形：通过在输入电流路径中加入电感器，对电流进行调整，使其与输入电压保持同步，并尽量趋近正弦波形。
4. 集成电路控制：使用集成电路控制器来监测和控制电流波形，以便调整开关频率和占空比，以实现恒定功率因数。
5. 输出滤波：通过连接电容器并使用滤波电路，滤除电流中的高频谐波成分。
通过上述步骤，PFC电路能够在输入电压和电流之间保持恒定
的相位差，从而提高功率因数，减少功率损耗，并提高电能利用率。
这对于电力系统中的各种应用和设备，特别是对于大功率设备和高功率因数要求的设备来说，具有重要意义。
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。
基于BCM的有源功率因数校正电路的实现
率 变换 电路 ， 功 率 因数 接 近 １ 使 。有 源 功 率 因数 校
正 电路工作于高频开关状态 ， 具有体积小、 重量轻 ，
收 稿 日期 ： ０ ２ ９—１ ０ ０—１ １
ｍａ ｅ ｐ ｗｅ ａ ｔｒｒ ａ ｈｅ ９ ｋ ｏ ｒｆｃ ｏ ｅ ｃ ｄ ０． ９，ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｓ ｐｅ ｉｒｐｅｆ ｒ ｎ ｅ，ｅ ｃ ｅ ｈ ｅ ｉｎ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ ｈ ｙ ｔｍ ｕ ｒｏ ｒｏ ｍａ ｃ ｒ ａ ｈ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ．
关 键 词 ： 源功 率 因数 校 正 ；ｏｓ 变换 器 ； 界 导 电模 式 有 Ｂ ｏｔ 临
中图分类号：Ｍ ７ Ｔ ７３
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：４ ７一（ ０ ０ ０ ９３ ２ １ ） １—０ ２ ０ ９—０ ５
Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ Ａｃ ｉ ｅ Ｐｏ ｒ Ｆａ ｔ ｒ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｖ ｗｅ ｃ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ａ ｔｒｃ ｒｅ ｔｏ ｂ ｏ ｔｃ ｎ ｅ ｔｒ ；ｂ ｕ ｄ ｒ ｏ ｕ ｔ ｎ ｍｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｔ ｏ ｒｆｃ ｏ ｏ ｒ ｃｉｎ； ｏ ｓ ｏ ｖ ｒｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｃ ｎｄ ｃ ｉ ｄ ｖ ｙ ｏ
１ 引言
有源 功率 因数 校正 （ ｃ ｖ ｏ ｅ ａｔ ｏ ｅ — Ａ ｔ ｅＰ ｗ ｒ ｃ ｒＣ ｒ ｃ ｉ Ｆ ｏ
Ｃｏ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｃｉ ｃ ｉ ｓ ｄ ｏ ｒ ｅ ｔ ｒ ｕ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ＢＣＭ ｏ
Ｚｈ Ｓ ｅ ｈｎ
什么是功率因数校正电路如何设计一个功率因数校正电路
什么是功率因数校正电路如何设计一个功率因数校正电路功率因数校正电路的设计是为了改善电力系统中的功率因数，通过使功率因数接近1来提高电力系统的效率。
本文将介绍功率因数校正电路的概念和原理，并提供一个设计功率因数校正电路的步骤。
概述功率因数是衡量电路中有功功率与视在功率之比的指标。
功率因数越接近1，表示电路中的有用功率越高，无用功率（如无功功率）越低。
而功率因数校正电路的作用，则是通过改变电路中的电流波形，以提高功率因数的数值。
功率因数校正电路的设计步骤如下：1. 确定校正电路的类型在设计功率因数校正电路之前，需要明确校正电路的类型。
常见的功率因数校正电路有无源LC滤波器和有源电路两种。
无源LC滤波器主要由电感和电容组成，通过调整滤波器中的元件数值和结构来实现功率因数的校正。
有源电路则需借助电子元器件如运放、晶体管等来完成。
2. 计算电路参数根据所选类型的校正电路，需要计算电路参数。
对于无源LC滤波器，需要计算所需的电感和电容数值，以及它们的布局和连接方式。
而对于有源电路，则需计算运放或晶体管的增益和频率响应等参数。
3. 选择合适的元件根据所计算得到的电路参数，选择合适的电感、电容和其他元件。
这些元件的质量、容值和频率响应等都会直接影响校正电路的性能和效果。
4. 电路的连接和布局在连接和布局电路时，要遵循电路设计的原则，如尽量缩短信号路径和降低电路的损耗等。
对于有源电路，要保证电子元器件的正确连接，并注意电路的绝缘和屏蔽。
5. 进行测试和优化完成电路的连接后，需要进行测试和优化。
通过使用示波器等测试设备，检测电路的功率因数和性能，并根据测试结果对电路进行调整和优化。
总结功率因数校正电路的设计是为了提高电路的功率因数，并优化电力系统的效率。
通过选择合适的校正电路类型、计算得到电路参数、选择合适的元件、正确连接和布局电路，并进行测试和优化，可以设计出效果良好的功率因数校正电路。
以上是关于功率因数校正电路如何设计的简要介绍。
单相有源功率因数校正电路的设计与实现
单相有源功率因数校正电路的设计与实现一、引言二、单相有源功率因数校正电路的基本原理1. 有源功率因数校正的意义2. 单相有源功率因数校正电路的基本结构3. 单相有源功率因数校正电路的工作原理三、单相有源功率因数校正电路的设计与实现1. 电路参数的选择a. 功率因数调整范围的确定b. 过零检测器参数的选择c. 控制电路参数的选择d. 滤波器参数的选择2. 单相有源功率因数校正电路设计步骤a. 过零检测器设计b. 控制电路设计c. 滤波器设计3. 单相有源功率因数校正电路实现方法及注意事项a. 实现方法i) 负载侧串联法ii) 发生器侧串联法iii) 直接并联法b. 注意事项四、单相有源功率因数校正电路应用实例分析1. 实验平台搭建2. 实验过程及结果分析五、总结一、引言：随着工业化进程不断加快，电力负荷不断增加，电网中的功率因数问题越来越突出。
功率因数是指电路中有用功与视在功之比，它反映了电路的有功和无功的比例关系。
当负载中存在大量的感性元件时，会导致电路中存在一定的无功分量，这会使得电网中的无功负荷增加，降低了电网的供电能力和效率。
因此，在实际应用中需要对单相有源功率因数校正电路进行设计和实现。
二、单相有源功率因数校正电路的基本原理：1. 有源功率因数校正的意义：有源功率因数校正是指通过加入适当的无功补偿来改善系统或负载端的功率因数，达到提高系统效率、减少能耗、延长设备寿命等目标。
2. 单相有源功率因数校正电路的基本结构：单相有源功率因数校正电路主要由过零检测器、控制器、滤波器和逆变器等组成。
3. 单相有源功率因数校正电路的工作原理：单相有源功率因数校正电路通过检测交流信号波形上升沿或下降沿的时刻，控制逆变器输出电压的相位和幅值，使得负载侧电流与电压之间的相位差角度接近于零，从而达到功率因数校正的目的。
三、单相有源功率因数校正电路的设计与实现：1. 电路参数的选择：a. 功率因数调整范围的确定：根据实际应用需求来确定功率因数调整范围。
功率因数校正
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。
此时=1 ，所以PF=。
2.使输入电流正弦化。
即I rms=I1（谐波为零），有即；从而实现功率因数校正。
利用功率因数校正技术可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形，使输入电流波形呈纯正弦波，并且和输入电压同相位，此时整流器的负载可等效为纯电阻，所以有的地方又把功率因数校正电路叫做电阻仿真器。
功率因数校正电路
功率因数校正电路功率因数校正电路是一种用于改善电力系统的功率因数的电路。
功率因数是衡量电路中有功功率与视在功率之比的指标，是一个无量纲的数值，通常用cosφ表示。
功率因数的大小表示了电路中有功功率（真实能量转换）和视在功率（总能量传输）的比例。
在电力系统中，有功功率是能够有效利用的功率，而视在功率则是电力供给的总功率。
在实际电力系统中，当负载处于感性（电感性）或容性（电容性）状态时，由于电感或电容的特性，电流与电压之间的相位差会导致功率因数的变化。
当负载处于感性状态时，电流会滞后于电压，功率因数为正。
当负载处于容性状态时，电流会超前于电压，功率因数为负。
一种常见的功率因数校正电路是利用谐振器的原理来实现的。
该电路由一个串联电容和一个并联电感组成。
在感性负载的情况下，电感产生的感抗可以与电容的电抗相消，从而实现相位校正。
同理，在容性负载的情况下，电容产生的电抗可以与电感的感抗相消。
另一种常见的功率因数校正电路是利用电路中的控制器进行相位校正。
该电路通过调节负载的电流和电压之间的相位差，实现功率因数的改善。
通常，控制器使用一种叫做PWM（脉宽调制）的技术来控制负载电流的相位。
PWM技术通过改变电压波形的占空比来调整电流与电压之间的相位差，从而改变功率因数。
此外，还有一些其他的功率因数校正电路设计方法，例如并联无功补偿电容器、有源功率因数校正器等。
这些方法都通过改变电路的特性，调整电流和电压之间的相位差，来实现功率因数的校正。
总的来说，功率因数校正电路是一种用于改善电力系统的功率因数的电路。
该电路可以通过改变电路的特性，调整电流和电压之间的相位差，实现功率因数的校正，提高系统的能效和电力质量。
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。
功率因素校正(PFC)电路 PFC的工作原理
PFC 的工作原理
功率因数定义：
（1）交流电源输入有功功率与其视在功率之比。
电力电子中常用
，
PF
P S
有功功率 视在功率
（2）若交流输入电压为无畸变的正弦波，则只有输入中 的基波电流形成有功功率。由于功率传输只在基波频 率上发生，开关变换器的输入整流电路中含有大量不 能传递功率的高次谐波。在真正意义上，电源输入端 存在的是电流的谐波失真，通常可以用近似的功率因 数来代替。总谐波失真THD -Total Harmonic Distortion
BOOST电路的工作模式
从CCM到CRM和DCM 的电流变化波形
BOOST电路拓扑
电流连续模式（CCM）
BOOST电路拓扑
BOOST电路拓扑
1）当开关管导通,电源Ui对电感L充电储能, 同时电容C对负载R放电，二极管承受反 向电压。
2）当开关管S关断时,由于电感L中的电流 不能突变,将继续有电流流过,电感L上的 感应电势UL与输入电压Ui 串联通过二极 管D对输出电容C充电.
BOOST电感的设计步骤
1）基于已知参数先求出周期：
T
1 f
2）最大的占空比的计算： 3）设定初始的纹波电流： 4）确定电感量：
Duty
1
Vinmin Vo
ILP
2 2 Po Vinmin Eff
DeltaI= 0.1*I.pk
Lmin
Vimin 2Ton DeltaI
BOOST电感的设计步骤
4
功率因数的提高可节省发电，传输的功率，与电源效率是两个概念,反而 增加电源成本，降低效率
PFC 的工作原理
电压电流波形
ii
ui ii ii ui
怎样进行功率因数校正
4 00 V Q1 C1 C2 C5
Q2 D1
C6 L2
TA 1 2 3 4
GNDP C3 C4 Q3 D2 C7
C9
Q4 -4 0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与其最大值(纹波峰值)相差并不多.
有源pfc电路黑色实线为电压波形红色虚线为电流包络波形斩波器输出的电压和电流波形图图中输入为两个400v电压形成两个可换向的pwm功率调整回路基本工作过程可分成四个阶1正半周前段工作
L4 UA2 Q5
D5
D2 Q6
C1
C2
L3 UB2 Q3
D3
D4 Q4
L5 IC(+) Q1
D1
C3
C4
D6 Q2
4 00 V Q1 C1 C2 C5
Q2 D1
C6 L2
TA 1 2 3 4
GNDP C3 C4 Q3 D2 C7
C9
Q4 -4 0 0 V
C8
2)、正半周后段续流： 根据采样到的（输出电 压、输出电流）信息， 控制电路关断Q1（Q1关 断响应时间很快，有利 于提高效率），Q1立即 关断停止正半周充电， Q2保持导通续流，这时， 电流通过Q2，L2，TA， C9和D1形成续流回路， 能量通过TA耦合输出； 在正半周续流结束前将 Q4开通为负半周充电作 准备；
4 00 V Q1 C1 C2 C5
Q2 D1
C6 L2
TA 1 2 3 4
GNDP C3 C4 Q3 D2 C7
功率因数校正整定计算方法
功率因数校正整定计算方法1. 引言功率因数是电力系统中重要的参数之一，它影响电网的稳定性和能效。
功率因数校正是为了改善电力系统的功率因数而采取的一种措施。
本文将介绍功率因数校正整定计算方法，以帮助读者理解和应用该方法。
2. 功率因数基本概念功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率之比。
它的大小决定了电路的负载特性和能耗程度。
功率因数的范围为-1到+1之间，当功率因数为1时，电路为纯阻性负载；当功率因数小于1时，电路为电感性负载，表示有一部分能量被回馈至电源；当功率因数大于1时，电路为电容性负载，表示一部分能量被储存。
3. 功率因数校正方法3.1 定容补偿法定容补偿方法是通过并联的电来提高功率因数，从而实现校正。
通过测量电路的功率因数和负载，计算出所需的电容量，并将其并联至负载前，即可校正功率因数。
定容补偿法的计算公式如下：C = (Q * tan(acos(PF))) / (2 * π * f * U^2)其中，C为所需电容量，Q为负载有功功率，PF为负载功率因数，f为电源频率，U为电源电压。
3.2 定电流补偿法定电流补偿方法将并联的电感器用于提高功率因数。
通过测量电路的功率因数和负载，计算出所需的电感器感值，并将其并联至负载前，即可校正功率因数。
定电容补偿法的计算公式如下：L = (Q * tan(acos(PF))) / (2 * π * f^2)其中，L为所需电感器感值，Q为负载有功功率，PF为负载功率因数，f为电源频率。
4. 总结功率因数校正是提高电力系统能效和稳定性的重要手段。
定容补偿法和定电流补偿法是常用的功率因数校正方法。
通过计算负载功率因数并根据电源频率和电压，可以确定所需的电容量或电感器感值，从而校正功率因数。
读者可以根据实际需求选取合适的方法进行功率因数的校正和优化。
以上是关于功率因数校正整定计算方法的简要介绍，希望能对读者理解和应用该方法有所帮助。
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。
电阻电路中的功率因数与功率因数校正
电阻电路中的功率因数与功率因数校正功率因数（Power Factor，PF）是指电路中有用功率与视在功率之比，用来衡量电路中有用电能的利用率。
在电阻电路中，功率因数与功率因数校正起着重要的作用。
本文将探讨电阻电路中功率因数的概念、计算方法以及功率因数校正的原理。
1. 功率因数的定义和计算方法功率因数反映了电路中有用功率与总功率之间的关系，其计算方法如下：功率因数 PF = 有用功率 P / 视在功率 S其中，有用功率 P 是指电路中从电源提供给有用负载的实际功率，通常以瓦特（W）为单位；视在功率 S 则是指电路中电源提供的总功率，通常以伏安（VA）为单位。
2. 电阻电路中的功率因数在电阻电路中，电流与电压的波形相位一致，且功率因数稳定为1。
这是因为电阻电路中没有电感或电容元件，电流和电压相位差为零，从而使得有用功率等于总功率。
此时，电路中的功率因数不需要校正。
但在实际应用中，许多电路包含了电感或电容元件，这会导致功率因数下降，降低电能的利用效率。
3. 功率因数校正的原理为了提高功率因数，需要进行功率因数校正。
常用的功率因数校正方法有以下两种：(1) 并联电容器法在含有电感元件的电路中，可以通过并联接入一个适当容值的电容器来补偿电感元件的感性导致的功率因数下降。
电容器的容值根据电路中电感元件的参数和所需的功率因数校正值来确定。
(2) 串联电阻法在含有电容元件的电路中，可以通过串联接入一个适当阻值的电阻来补偿电容元件的容性导致的功率因数下降。
电阻的阻值也根据电路中电容元件的参数和所需的功率因数校正值来确定。
这两种方法都可以有效地提高电路的功率因数，降低视在功率，减少电能的浪费。
4. 功率因数和电能质量功率因数和电能质量密切相关。
当电路的功率因数较低时，会引起电网压降过大、线路过热、变压器过载等问题。
此外，低功率因数还可能导致电能质量下降，如引起电压波形失真、激励电流增加等。
因此，在工业生产和电力供应中，对于电阻电路等含有感性和容性元件的电路，进行功率因数校正是十分必要的，有助于提高电能利用效率和保障电能质量。
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。
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O 引言传统的用于电子设备前端的二极管整流器，作为一个谐波电流源，干扰电网线电压，产生向四周辐射和沿导线传播的电磁干扰，导致电源的利用效率下降。
近几年来，为了符合国际电工委员会61000-3-2的谐波准则，功率因数校正电路正越来越引起人们的注意。
功率因数校正技术从早期的无源电路发展到现在的有源电路；从传统的线性控制方法发展到非线性控制方法，新的拓扑和技术不断涌现。
本文归纳和总结了现在有源功率因数校正的主要技术和发展趋势。
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。
即式中：I1为输入基波电流有效值；为输入电流失真系数；Irms为输入电流有效值；cosφ为基波电压与基波电流之间的相移因数。
可见PF由γ和cosφ决定。
cosφ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。
γ值低，则表示输入电流谐波分量大，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。
由于常规整流装置使用晶闸管或二极管，整流器件的导通角远小于180°，从而产生大量谐波电流成分，而谐波电流不做功，只有基波电流做功，功率因数很低。
全桥整流器电压和电流波形图如图1所示。
2 功率因数校正实现方法由式(1)可知，要提高功率因数有两个途径，即使输入电压、输入电流同相位；使输入电流正弦化。
利用功率因数校正技术可以使交流输入电流波形完全跟踪交流输入电压波形，使输入电流波形呈纯正弦波，并且和输入电压同相位，此时整流器的负载可等效为纯电阻。
功率因数校正电路分为有源和无源两类。
无源校正电路通常由大容量的电感、电容组成。
虽然无源功率因数校正电路得到的功率因数不如有源功率因数校正电路高，但仍然可以使功率因数提高到o．7~0．8，因而在中小功率电源中被广泛采用。
有源功率因数校正电路自上世纪90年代以来得到了迅速推广。
它是在桥式整流器与输出电容滤波器之间加入一个功率变换电路，使功率因数接近1。
有源功率因数校正电路工作于高频开关状态，体积小、重量轻，比无源功率因数校正电路效率高。
本文主要讨论有源功率因数校正方法。
3 有源功率因数校正方法分类3.l 按有源功率因数校正拓扑分类3.1.1 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。
3．1．2 升／降压式须用二个功率开关管，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。
3.1.3 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。
典型电路如图2所示。
3.1.4 升压式(Boost)简单电流型控制，户F值高，总谐波失真(THD)小，效率高，但是输出电压高于输入电压。
典型电路如图3所示。
适用于75~2000W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；当输入电流连续时，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。
3.2 按输入电流的控制原理分类3.2.1 平均电流型工作频率固定，输入电流连续(CCM)，波形图如图4(a)所示。
TI公司的UC3854就工作在平均电流控制方式。
这种控制力式的优点是：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，须用乘法器和除法器，需检测电感电流，需电流控制环路。
3.2.2 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4(b)所示。
3.2.3 峰值电流型工作频率变化，电流不连续(DCM)，波形图如图4(c)所示。
DCM采用跟随器方法具有电路简单、易于实现的优点，似存在以下缺点：PF和输入电压Vin与输出电压V0的比值有关，即当Vin变化吋，PF值也将发生变化，同时输入电流波形随Vin/Vo 的值的加大而使THD变大；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2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。
3.2.4 电压控制型工作频率固定，电流不连续，采用固定占空比的方法，电流自动跟随电压。
这种控制方法一般用在输出功率比较小的场合，另外在单级功率因数校正中多采用这种方法，后面会介绍。
波形图如图4(d)所示。
3.3 其他控制方法3.3.1 非线性载波控制技术非线性载波控制(NLC)不需要采样电压，内部电路作为乘法器，即载波发生器为电流控制环产生时变参考信号。
这种控制方法工作在CCM模式，可用于Flyback,Cuk,Boost等拓扑中，其调制方式有脉冲前沿调制和脉冲后沿调制。
3.3.2 单周期控制技术单周期控制原理图如图5所示，是一种非线性控制技术。
该控制方法的突出特点是，无论是稳态还是暂态，它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值，即能在一个开关周期内，有效地抑制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也没有暂态误差，这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合，不必考虑电流模式控制中的人为补偿。
3.3.3 电荷泵控制技术利用电流互感器检测开关管的开通电流，并给检测电容充电，当充电电压达到控制电压时关闭开关管，并同时放掉检测电容上的电压，直到下一个时钟脉冲到来使开关管再次开通，控制电压与电网输入电压同相位，并按正弦规律变化。
由于控制信号实际为开关电流在一个周期内的总电荷，因此称为电荷控制方式。
4 功率因数校正技术的发展趋势4.1 两级功率因数校正技术的发展趋势目前研究的两级功率因数校正，一般都是指Boost PFC前置级和后随DC／DC功率变换级。
如图6所示。
对Boost PFC 前置级研究的热点有两个，一是功率电路进一步完善，二是控制简单化。
如果工作在PWM硬开关状态下，MOSFET的开通损耗和二极管的反向恢复损耗都会相当大，因此，最大的问题是如何消除这两个损耗，相应就有许多关于软开关Boost变换器理论的研究，现在具有代表性的有两种技术，一是有源软开关，二是无源软开关即无源无损吸收网络。
有源软开关采用附加的一些辅助开关管和一些无源的电感电容以及二极管，通过控制主开关管和辅助开关管导通时序来实现ZVS或者ZCS。
比较成熟的有ZVT—Boost，ZVS—Boost，ZCS—Boost电路等。
虽然有源软开关能有效地解决主开关管的软开关问题，但辅助开关管往往仍然是硬开关，仍然会产生很大损耗，再加上复杂的时序控制，使变换器的成本增加，可靠性降低。
无源无损吸收则是采用无源元件来减小MOSFET的dv／dt和二极管的dv／dt，从而减小开通损耗和反向恢复损耗。
它的成本低廉，不需要复杂的控制，可靠性较高。
除了软开关的研究之外，另一个人们关心的研究方向是控制技术。
曰前最为常用的控制方法是平均电流控制，CCM／DCM 临界控制和滞后控制3种方法。
但是新的控制方法不断出现，其中大部分是非线性控制方法，比如非线性载波技术和单周期控制技术。
这些控制技术的主要优点是使电路的复杂程度大大降低，可靠性增强。
现在商业化的非线性控制芯片有英飞凌公司的一种新的CCM的PFC控制器，被命名为ICElPCSOI，是基于一种新的控制方案开发出来的。
与传统的PFC解决方案比较，这种新的集成芯片(IC)无需直接来自交流电源的正弦波参考信号。
该芯片采用了电流平均值控制方法，使得功率因数可以达到1。
另外，还有IR公司的IRIS51XX系列，基于单周期控制原理，不需要采集输入电压，外围电路简单。
最后，怎样提高功率因数校正器的动态响应是当前摆在我们面前的一个难题。
4.2 单级功率因数校正技术的发展趋势在20世纪90年代初提出了单级功率因数校正器，主要是将PFC级和DC／DC变换级集成在一起，两级共用开关管。
如图7所示。
它与传统的两级电路相比省掉了一个MOSFET，增加了一个二极管。
另外，其控制采用一般的PW M控制方式，相对简单。
但是单级功率校正存在一个非常严重的问题：当负载变轻时，由于输出能量迅速减小，但占空比瞬时不变，输入能量不变，使得输入功率大于输出功率，中间储能电容电压升高，此时占空比减小以保持DC／DC级输出稳定，最终达到一个新的平衡状态。
这样中间储能电容的耐压值需要很高，甚至达到1000V。
当负载变重时，情况相反。
怎样降低储能电容卜的电压是现在单级功率因数校正研究的热点。
4.3 常用的功率因数校正芯片4.3.1 非连续电流模式PFC芯片IFX(英飞凌)TDA4862、TDA4863ST L6561、L6562Fairchield(快捷半导体)FAN7527TI UC3852、UCC38050SC SG6561ON MC33262、MC34262、MC332614.3.2 连续电流模式PFC芯片IFX TDAl6888 (PFC+PWM)、1PCS01(PFC)ST L498IFairchield FA4800(PFC+PWM)TI UC3854、UCC3817、UCC3818。