分析PFC并用于对电机控制解决

分析PFC并用于对电机控制解决

当IEC31000-3-2在2001年变成强制标准时，很多公司开始在设计中考虑采用功率因数校正（PFC），这些产品包括照明设备、便携式工具、所有的电子设备、消费产品、家用电器和工业设备等。该标准克服了注入公用主供电系统的谐波电流限制，适用于每相位拥有高达16A的输入电流的电气及电子设备，其目的是连接公用低压配电系统。如果不采用PFC，那么典型开关模式电源的功率因数约为0.6，因而会有相当大的奇次谐波失真（第三谐波有时和基本谐波一样大）。令功率因数小于1以及来自峰值负载的谐波减少了运行设备可用的实际功率。为运行这些低效率设备，电力公司必须提供额外的功率来弥补损耗。功率的增加将导致电力公司使用负载更重的供电线路或遭受中性导线烧坏的威胁。PFC的使用每年都在增加，特别是在很多公司共享市场的激烈竞争环境中。

PFC主要分为两大类：有源和无源。无源PFC较便宜，但很难针对可变输入电压和可变负荷进行设计。无源PFC电路较简单，比有源PFC的组件更少，适合低于200W、仅有一个输入电压的低功率应用，因为这些应用的感应器和电容器很小且便宜。

对于功率较高的应用，它们的感应器和电容器更大、更昂贵，因此，有源PFC就成为一种更经济高效的方法。无源PFC适合低功率、固定电压、固定负荷的应用。有源PFC则适用于中高功率需求的应用，例如PC电源、UPS、电信设备和等离子显示屏，在这些应用中，无源PFC无法满足系统要求（SMPS、HF镇流器、转换器、电池充电器等）。

另外两种方案是模拟和数字PFC。传统的模拟PFC控制器可提供多种控制算法，所需的额外组件较少。数字PFC可提供可比性结果，但更动态的PFC能够提供更优的性能且更易于修改。

本文描述了飞思卡尔MC56F8013数字信号控制器（DSC）上面向PFC的平均电流模式控制。除了节省功率和满足电流标准外，采用PFC还有其它各种原因。PFC可以减少谐波失真，谐波失真可能导致发电设备中的工作温度升高，而较高的温度又可能缩短旋转机器、电缆、变压器、电容器、保险丝、开关触点和电涌抑制器等设备的使用寿命。谐波还会造成电容器和电缆上额外电介质应力，使得机械绕组和变压器的电流以及众多产品的噪音排