单极功率因数校正电路的发展
单相功率因数校正电路的设计与研究论文
单相功率因数校正电路的设计与研究论文摘要:单相功率因数校正电路是一种用于提高电力系统功率因数的电路装置。
本文以单相电力系统的功率因数校正为目标，对单相功率因数校正电路进行了设计与研究。
文章首先分析了单相功率因数校正的原理与意义，然后根据需求设计了一套单相功率因数校正电路，并进行了详细的实验与测试。
结果显示，该单相功率因数校正电路能够有效提高系统的功率因数，达到预期的效果。
关键词:单相电力系统、功率因数校正、电路设计、研究1.引言单相电力系统中，功率因数是衡量电力系统能量利用效率的一个重要指标。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值。
当系统的功率因数低于1时，电网会出现无效功率，造成能量的浪费。
因此，单相功率因数校正电路的设计与研究具有重要的实际意义。
2.单相功率因数校正的原理与意义单相功率因数校正的原理是通过改变负载电路的电流波形，使其与电源电压波形保持一致，从而提高功率因数。
通过增加并联电容或改变电路的相角，可以对功率因数进行调节。
功率因数校正的意义在于提高电力系统的能源利用率，降低电网的无效功率损耗。
3.单相功率因数校正电路的设计根据单相功率因数校正的原理与需求，设计了一套单相功率因数校正电路。
该电路由交流电源、并联电容、三角形三角波发生器、比较器等组成。
交流电源提供电压供电，通过并联电容和三角波发生器的输出进行比较，得到比较器的输出信号，最后控制负载电流波形，实现功率因数校正。
4.实验与测试为验证单相功率因数校正电路的性能，进行了详细的实验与测试。
首先搭建了实验平台，连接电源、负载，同时进行电流、电压和功率因数的测量。
然后通过比较实验数据，分析功率因数校正前后的差异。
实验结果显示，通过单相功率因数校正电路的设计，系统的功率因数得到了明显的提高。
5.结论本文针对单相电力系统的功率因数校正问题，进行了电路设计与研究。
通过实验测试，验证了单相功率因数校正电路的有效性。
该电路能够提高电力系统的功率因数，达到节能减排的目的。
单相有源功率因数校正电路仿真
单相有源功率因数校正电路仿真摘要：传统的AC-DC 变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染。
有源功率因数校正技术(APFC)是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的办法。
本文论述了单相功率因数校正APFC 的原理和方法，通过对Boost 型滞环控制的DC-DC 变换器采用Matlab 进行仿真，获得了最后校正的功率因数结果，说明这种PFC 方案的能获得良好的效果，适用于多种场合。
关键词：有源功率因数校正，Boost 电路，滞环控制1 绪论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。
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，代表其电能利用率越高。
交换式电源供电器上的功率因数校正器的运作原理是通过控制调整交流电电流输入波形，使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因数趋近于1.折对于电力需求量达到某一个水平的电子设备而言是很重要的，否则，电力设备系统消耗的电能可能超出其规格，极可能干扰同系统的其他电子设备。
2 功率因数的定义和校正原理根据电工学的基本理论功率因数（PF ）的定义：交流输入有功功率（P ）与视在功率（S ）的比值，用公式表示为：1111cos cos cos rms rmsU I I P PF S U I I φφγφ==== (1) 式中：1U 表示输入基波电流有效值；cos φ表示基波电压与基波电流之间的位移因数；γ表示输入电流畸变因数；rms I 表示输入电流有效值。
可见PF 由电流畸变因数γ和位移因数cos φ决定，cos φ小表示用电设备的功率大，在有功功率不变的情况下实在功率增加，线路总电流增大，线路传输压降也将增大，倒是电气设备容量增加，利用率低，导线、变压器绕组损耗大，严重影响电网的供电质量，变化快时甚至可以导致电网崩溃。
输入电流即便因数γ值低，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，使用电设备产生机械振动、噪声、过电压，损坏电子设备。
功率因数校正电路PFC电路图
功率因数校正电路PFC电路图功率因数校正电路PFC电路图图2为图1中功率因数校正电路（PFC）的简化电路。
它对图1的输入交流电压进行整流和调节。
该PFC 电路包括浪涌电流抑制电路，全波整流桥，滤波电路，扼流电感L1，PFC集成块（N1），场效应晶体管M OSFET（Q1），输出滤波和反馈网络以及由若干个电阻、电容及二极管组成的网络。
该PFC电路把220V/ 50Hz交流电压变成DC电压，其线路输入功率因数接近于1。
桥式整流电路的输出从X6处接到控制电路，经变换后为其提供12VDC电压。
经滤波后的直流电压接到扼流电感L1，该电感和Q1（由芯片N1驱动）以及滤波电容C1一起把线路输入功率因数提高到接近于1。
PFC的应用：2kW有源功率因数校正电路设计时间：2010-03-18 950次阅读【网友评论0条我要评论】收藏1 引言目前家用电器的功率前级多采用二极管全桥整流方式，这会造成电网谐波污染，功率因数下降，无功分量主要为高次谐波，其中三次谐波幅度约为基波幅度的95％，五次谐波幅度约为基波幅度的70％．七次谐波幅度约为基波幅度的45％。
高次谐波会对电网造成危害，使用电设备的输入端功率因数下降，而且产生很强的电磁干扰(EMI)，对电网和其他用电设备的安全运行造成潜在危害。
有源功率因数校正电路(Active Power Factor Corrector，APFC)可将电源的输入电流变换为与输入市电同相位的正弦波，从而提高电器设备的功率因数，减少对电网的谐波污染。
理论上，降压式(Buck)、升压式(Boost)、升／降压式(Boost-Buck)以及反激式(Flyback)等变换器拓扑都可作为APFC的主电路。
其中，Boost APFC是简单电流型控制，功率因数值高，总谐波失真小，效率高，但输出电压高于输入电压，适用于75～2 000 W功率电源，应用广泛。
因为升压式APFC的电感电流连续，储能电感可作为滤波器抑制射频干扰(RFI)和EMI噪声，并防止电网对主电路的高频瞬态冲击．电路有升压斩波电路，输出电压大于输入电压峰值，电源允许的输入电压范围扩大，通常可达90～270 V，提高电源的适应性，且升压式APFC控制简单，适用的功率范围宽。
电力电子技术期末考试试题及答案
电力电子技术期末考试试题及答案第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路__。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。
9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于IH。
10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_小于__Ubo。
12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。
15.IGBT的开关速度__小于__电力MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
18.在如下器件：电力二极管（PowerDiode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是_GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT_；属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET_，属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_，属于复合型电力电子器件得有IGBT_；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力MOSFET，属于电压驱动的是电力MOSFET、IGBT_，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO、GTR_。
基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计
毕业设计（论文）基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计摘要现代工业中，很多场合需要进行电能变换,例如把直流电能变为交流电能,交流电能变为直流电能。
直流电能变为交流电能由逆变器实现,交流电能变为直流电能由整流器实现。
随着整流器的广泛应用，关于传统整流器的一些问题也日益突出，输入功率因数较低，输入电流含有大量谐波。
针对传统的不控整流和相控整流中存在的谐波污染问题，采用直接电流控制中的双环控制策略，设计了单相全桥电压型PWM整流器的控制系统。
建立了系统的SIMULINK模型并进行了仿真。
仿真结果表明：该控制系统结构设计合理,参数选取适当，能实现有效控制。
详细分析单相电压型PWM整流电路的工作原理和工作模式。
说明通过对PWM电路进行控制，选择合适的工作模式和工作时序，可使PWM整流电路的输出直流电压得到有效的稳定。
近年来PWM整流器迅速成为了研究热点，因为它不仅获得了可控的AC/DC变换性能，而且具有输入单位功率因数和低谐波电流,能量双向传输等优点。
关键词：单相电压型；PWM整流；功率因数；Matlab仿真The single-phase voltage source PWM rectifier circuit based onMatlab simulation and designAbstractIn modern industry, we need for power conversion on many occasions, for example, the exchange of AC power into DC power and DC power into AC power.AC power can be transferred into DC power by using the rectifier and DC power can be transferred into AC power by using the inverter. Since the rectifiers are extensively used, several problems with regard to traditional rectifiers have arisen in recent years, such as a low input power factor,and the harmonics in the input currents.In order to eliminate the harmonic pollution caused by the traditional phase controlled or uncontrolled rectifiers, a single-phase full-bridge voltage-type rectifier has been designed in which the 2-ring control PWM technique of directly current-controlled strategies is adopted.And the SIMULENK model has been built to simulate this system. The result thus indicates that the control system is of logical configuration and proper parameter.The theory and working modes about single-phase voltage source PWM rectifier are elaborately analysed in this paper,which illust rate that the voltage in DC side can be effectively stabilized with PWM control by selecting burst mode and time.Therefore, pulse-width modulated rectifiers have rapidly attracted the research interest over the past few years due to some of their significant advantages, such as controllable of AC-DC voltage, unity power factor, low harmonic distortion of input currents, power regeneration capability, etc.Keywords：single-phase voltage type；PWM Rectifier；The power factor；Matlab Simulation.目录引言 (V)第1章概述............................................................................................................- 1 -1.1本课题研究的意义 .............................................................................................- 2 -1.2国内外研究现状.................................................................................................- 2 -1.3本论文研究的主要工作.......................................................................................- 3 -第2章P WM控制技术.............................................................................................- 4 -2.1PWM简介..........................................................................................................- 4 -2.2PWM控制原理和应用 ........................................................................................- 4 -2.3PWM控制技术的应用 ........................................................................................- 8 - 第3章功率因数校正技术.................................................................................... - 10 -3.1功率因数校正简介 ........................................................................................... - 10 -3.2有源功率因数校正（APFC）技术.................................................................... - 17 -3.3提高功率因数的几种方法................................................................................. - 21 -3.4提高功率因数的实际意义................................................................................. - 21 -第4章Matlab仿真实验 ...................................................................................... - 22 -4.1电路的工作原理............................................................................................... - 22 -4.2实验要求......................................................................................................... - 23 -4.3Matlab仿真步骤和波形..................................................................................... - 23 -4.4主封装图以及各子系统 .................................................................................... - 28 -4.5仿真结论......................................................................................................... - 29 -结论和展望................................................................................ 错误！未定义书签。
单端正激式开关电源-主电路地设计
摘要：电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠工作。
目前，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子设备中。
本设计的单端正激式开关电源是一种间接直流变流技术，本设计以正激电路为主体，采用以TOPSwitch系列开关电源集成芯片TOP244Y为核心的脉宽调制电路实现交-直-交-直变流，输出稳压稳频的直流电。
关键词开关电源；正激电路；变压器；脉宽调制；ABSTRACT Power is an indispensable part of electronic equipment, its performance directly related to electronic equipment technical indicators and safe work can. At present, switching power supply for has the advantages of small size, light weight, high efficiency, low calorific value and stable performance advantages and replace traditional technology of phased manostat, and widely used in electronic equipment.The design of the single straight separate-excited switching power supply is a kind of indirect dc converter technology, this design was adopted for the main circuit, induced by TOPSwitch series of switch power integration chip TOP244Y as the core of the pulse width modulation circuit implementation delivered straight into - - - the voltage output variable flow straight, dc frequency stability.KEY WORDS Switching power supply；Is induced circuit；Transformer；Pulse width modulation目录前言 (1)1. 开关电源的发展及趋势 (2)1.1 开关电源的发展历史 (3)1.2 开关电源的发展趋势 (3)2. 开关电源概念及基本原理 (4)2.1 开关电源概念 (5)2.1.1 基本概念 (5)2.1.2 开关电源通常由六大部分组成 (5)2.2 开关电源各部分电路基本原理 (5)2.2.1 脉宽调制式开关电源的基本原理 (5)2.2.2 TOPSwitch—GX系列TOP244Y芯片 (6)2.2.3 单相二极管整流桥 (7)2.2.4 缓冲电路（吸收电路） (8)2.2.5 正激电路 (9)2.2.6 开关电源中的滤波电路 (11)3. 开关电源变压器的设计 (13)3.1 确定磁心的尺寸 (13)3.2正激式变压器的设计 (15)3.2.1 变压器匝数比的确定 (16)3.3 变压器的绕线技术 (17)3.3.1 绕组符合安全规程 (17)3.3.2 低漏感的绕制方法 (18)3.3.3 变压器紧密耦合的绕制方法 (19)4. 单端正激式开关电源主电路设计 (22)4.1 输入电路设计 (22)4.2 正激电路的设计 (22)4.2.1 复位电路 (22)4.2.2 导向电路和续流电路 (23)4.2.3 抑制阻尼振荡电路 (23)4.3 正激变压器设计 (23)4.4 输出电路的设计 (23)5. 实验结果 (24)5.1 空载试验 (24)5.2 带金属负载试验 (25)4）TOPSwitch漏源极之间电压Uds 波形为 (25)5.3 试验过程出现的问题及解决 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (27)前言本课题主要是研究基于TOPSwitch—GX系列芯片TOP244Y构成的，以脉宽调制PWM为控制方式的高频单端正激式开关电源。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。
为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。
最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压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。
根据桥式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。
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采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用一．功率因数校正功率因数校正原理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=Irms 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）的关系图片看不清楚？请点击这里查看原图（大图）。
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Irms=I1（谐波为零），有即；从而实现功率因数校正。
基于NCP1653的功率因数校正电路设计
基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计
年 级:2005 级 学 号:20051623 姓 名:张圣恒 专 业:电气工程及其自动化 指导老师:何晓琼
2009 年 6 月
西南交通大学本科毕业设计(论文) 院 系 年 级 题 目 指导教师 评 语 电气工程学院 专 业 2005 级 姓 名 基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计
完成日期：
基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计 电力电子装置的谐波污染和功率因数问题已经被广泛重
1、 本论文的目的、意义
视，针对谐波污染和功率因数问题，许多国家和地区已制定了相关的标准和规定， 以 限制谐波的危害，净化电磁环境。为满足应用的需求，功率因数校正技术在越来越多 的电力电子装置中采用，因此，功率因数校正技术已成为当今电力电子技术领域的研 究热点，并出现了一系列用于功率因数校正的控制芯片。本文要求在对功率因数校正 技术和基本原理充分了解的基础上， 对基于电流连续模式的功率因数校正控制方法进 行研究，按照给定的设计指标对电路进行设计，并对设计结果进行仿真，并采 用 NCP1653 控制芯片完成原理图并制作电路板，同时进行电路板的调试与测试，最后对 整个设计进行总结。 2、学生应完成的任务 （1）了解功率因数校正技术的发展现状及应用特点； （2）分析采用 BOOST 变换器的有源功率因数校正原理和应用情况； （3）分析有源功率因数校正的控制方式； （4）对 CCM 和 DCM 两种控制方式进行比较； （5）分析 NCP1653 芯片的原理与应用特性； （6）按照给定参数指标对主电路进行设计； （7）对设计结果进行仿真分析验证； （8）采用 NCP1653 控制芯片设计原理图和绘制电路板 （9）对电路板进行调试和测试； （10）对设计合理性进行分析总结
开关电源功率因数校正电路原理
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5、目前PFC开关电源部分,起到开关作用的斩波管(K)有两种工 作方式： （1）连续导通模式(CCM)：
开关管的工作频率一定,而导通的占空比(系数)随被斩波电压的幅度变 化而变化,如图8所示。
图中T1和T2的位置:T1在被斩波电压(半个周期)的低电压区,T2在被斩波 电压的高电压区,T1(时间)＝T2(时间).从图中可以看到,所有的开关周期时 间都相等,这说明在被斩波电压的任何幅度时,斩波管的工作频率不变.从图8 中可以看出,在高电压区和低电压区,每个斩波周期内的占空比不同(T1和T2 的时间相同,而上升脉冲的宽度不同),被斩波电压为零时(无电压),斩波频率 仍然不变,所以称为连续导通模式(CCM),该种模式一般应用在250W～2000W的 设备上。
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图10 等离子三星V2屏PFC开关电源基本框图(CCM)
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图11 海信液晶TLM3277电视开关电源基本框图
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谢谢大家！
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4、斩波器部分:(PFC开关电源)
整流二极管整流以后不加滤波电容器,把未经滤波的脉动正半周电压作为 斩波器的供电电源,由于斩波器一连串做“开关”工作脉动的正电压被“斩” 成图7所示的电流波形,其波形的特点： （1）电流波形是断续的,其包络线和电压波形相同,并且包络线和电压波形 相位同相； （2）由于斩波作用,半波脉动的直流电变成高频(由斩波频率决定,约 100KHz).
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。
因数校正器开题报告
本文对单相Boost有源功率因数校正电路软开关技术进行了分类，并对每一类型的电路的拓扑结构、工作方式及工作特点做出了分析。
提高功率因数，实际上就是抑制在电网中的抑制谐波电流分量，谐波分量的产生的主要原因是开关电子器件在使用时，使电路中电流的波形发生改变，变成脉冲状，在电路中出现零功率时段，降低了电能的利用效率，也会使通讯设备产生误动作，故采用有源功率因数校正的方法，达到校正电流波形，减少谐波分量，提高功率的目的。因此，研究有源功率因数校正对于提高电能的利用效率方面有着深远的意义。
图6 ZCT-PWM功率因数校正电路之一及波形图
此电路的优点是实现了主开关S1的ZCS关断，电路结构简单。不足之处是，辅助开关硬开关开通关断，二极管的反向恢复没有得到抑制，主开关电流应力较大。
图7电路对传统的ZCT-PWM功率因数校正电路进行了改进[7]。如图7波形图所示，开关S2开通时，电容Cr、电感Lr谐振，流过二极管D1的电流逐渐减小到零，其反向恢复得到抑制；谐振电流换向后，开关S2反并二极管导通，实现ZCS关断；开关S2开通后，电容Cr与电感Lr谐振，开关S1反并二极管导通，实现ZCS关断。
图4有源无损吸收电路
此电路的优点在于电路结构简单，能有效抑制二极管的反向恢复，辅助开关实现ZVS开通。
图5，谐振回路就不会包含输出端,不会引起输出端电压的波动。其不足之处仍在于两开关硬开关开通。
图5ZCS-PWM功率因数校正电路及波形图
单相有源功率因数校正电路的设计与实现开题报告
仪器科学与电气工程学院本科毕业论文（设计）开题报告题目：单相有源功率因数校正电路的设计与实现学生姓名：学号：专业：电话：电气工程及其自动化指导教师：2013年3月5日开题报告评审意见一、研究目的与意义常规开关电源功率因数低的本源是整流电路后面的滤波电容使输出电压滑腻，但却使输入电流变成尖脉冲，产生一系列奇次谐波，对电网造成污染，可能会造成电子设备损坏。
谐波电流的危害：1) 谐波电流的“二次效应”，即电流流过线路阻抗而造成的谐波压降反过来使电网电压(正弦波)波动，发生畸变。
2) 谐波电流引发电路故障，损害设备。
比如能够使线路和配电设备过热、引发电网LC 谐振等。
3) 谐波电流对自身及同一系统中的其他电子设备产生恶劣的阻碍，如引发电子设备误操作，引发通信噪声等。
采纳有源功率因数校正技术是解决上述问题的有效途径。
图1 单相整流电路 图2 滤波电容引发的输入电流尖脉冲二、要紧工作内容和预期达到的目标了解功率因数概念功率因数的概念是指输入有功功率(P)和视在功率(S)的比值, 线性电路功率因数可,cos-φ.用表示，φ为正弦电流与正弦电压的相位差。
可是由于整流电路中二极管的非线性，致使输入电流为严峻的非正弦波形，仅仅用用cos-φ已不能表示整流电路的功率因数。
在电力电子电路中，用PF 表示功率因数。
1112cos cos cos rms rms in in nV I P I PF S V I I I ϕϕϕγϕ=====+ （I 1——基波电流有效值；I n （n ≥2）——n 次电流谐波有效值；I in ——输入电流有效值；V rms ——电网电压有效值；cos ϕ——基波电压和基波电流的相移因数） 1I / in I = 1I / 2n I +被称为电流的畸变因数，总谐波畸变（total harmonic distortion —THD ）的概念是所有谐波分量的有效值与基波分有效值的比。
THD= 221/n I I ，THD 用来衡量电网的污染程度。
2000(许化民 阮新波 严仰光-电力电子技术)单级功率因数校正AC-DC变换器
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《电力电子技术》2000 年第 5 期 2000. 10
单级功率因数校正 AC/ DC 变换器
Single2stage Power Factor Correction AC/ DC Converters 南京航空航天大学 许化民 阮新波 严仰光 (南京 210016)
摘要 :详细分析了一种单级功率因数校正 AC/ DC 变换器 ,通过增加变压器绕组反馈直流总线电压 ,以抑制输 入高压 、轻载情况下过高的直流总线电压 。在交流输入电压为 180～255V 、输出为 48V/ 100W 情况下 ,直流总线电 压被控制在 400V 以下 。输入电流谐波满足 IEC 10002322 Class D 要求 ,效率为 85 % ,功率因数达 0. 91 。
k1 =
U in2rec -
N1 Np
UB
LB
(3)
在开关管关断时 ,如果不加 N2 , L B 电流的下降 斜率 k′2 为 :
k′2 =
UB - U in2rec LB
(4)
如果加上 N2 ,LB 电流的下降斜率 k2 为 :
单相有源功率因数校正电路仿真
单相有源功率因数校正电路仿真摘要：传统的AC-DC 变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染。
有源功率因数校正技术(APFC)是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的办法。
本文论述了单相功率因数校正APFC 的原理和方法，通过对Boost 型滞环控制的DC-DC 变换器采用Matlab 进行仿真，获得了最后校正的功率因数结果，说明这种PFC 方案的能获得良好的效果，适用于多种场合。
关键词：有源功率因数校正，Boost 电路，滞环控制1 绪论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。
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，代表其电能利用率越高。
交换式电源供电器上的功率因数校正器的运作原理是通过控制调整交流电电流输入波形，使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因数趋近于1.折对于电力需求量达到某一个水平的电子设备而言是很重要的，否则，电力设备系统消耗的电能可能超出其规格，极可能干扰同系统的其他电子设备。
2 功率因数的定义和校正原理根据电工学的基本理论功率因数（PF ）的定义：交流输入有功功率（P ）与视在功率（S ）的比值，用公式表示为：1111cos cos cos rms rmsU I I P PF S U I I φφγφ==== (1) 式中：1U 表示输入基波电流有效值；cos φ表示基波电压与基波电流之间的位移因数；γ表示输入电流畸变因数；rms I 表示输入电流有效值。
可见PF 由电流畸变因数γ和位移因数cos φ决定，cos φ小表示用电设备的功率大，在有功功率不变的情况下实在功率增加，线路总电流增大，线路传输压降也将增大，倒是电气设备容量增加，利用率低，导线、变压器绕组损耗大，严重影响电网的供电质量，变化快时甚至可以导致电网崩溃。
输入电流即便因数γ值低，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，使用电设备产生机械振动、噪声、过电压，损坏电子设备。
三相功率因数校正技术综述
三相功率因子校正（PFC）技术的综述（1）杨成林，陈敏，徐德鸿（浙江大学电力电子研究所，浙江杭州310027）摘要：综述了三相功率因子校正电路发展现状，并对典型拓扑进行分析比较。
关键词：三相整流器；谐波；功率因子校正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。
我国国家技术监督局在1993年颁布了《电能质量公用电网谐波》标准（GB/T14549-93），国际电工委员会也于1988年对谐波标准IEC555 2进行了修正，另外还制定了IEC61000-3-2标准，其A类标准要求见表1。
传统整流器因谐波远远超标而面临前所未有的挑战。
表 1 IEC61000-3-2A 类标准注：表中n为谐波次数抑制电力电子装置产生谐波的方法主要有两种：一是被动方法，即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或滤除谐波；另一种是主动式的方法，即设计新一代高性能整流器，它具有输入电流为正弦波、谐波含量低、功率因子高等特点，即具有功率因子校正功能。
近年来功率因子校正（PFC）电路得到了很大的发展，成为电力电子学研究的重要方向之一。
单相功率因子校正技术目前在电路拓扑和控制方面已日趋成熟，而三相整流器的功率大，对电网的污染更大，因此，三相功率因子校正技术近年来成为研究热点。
2三相六开关PFC电路六开关三相PFC是由6只功率开关器件组成的三相PWM整流电路，电路如图1所示。
每个桥臂由上下2只开关管及与其并联的二极管组成，每相电流可通过桥臂上的这2只开关管进行控制。
如A相电压为正时，S4导通使L a上电流增大，电感L a充电；S4关断时，电流j a通过与S并联的二极管流向输出端，电流减小。
同样A相电压为负时，可通过S i及与S4并联的二极管对电流i a进行控制。
功率因数校正电路(PFC)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。
为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。
最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压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。
根据桥式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。
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单极功率因数校正电路的发展
机电工程学院自动化专业刘兵兵（21206061028）
指导老师：胡娟（硕士）
摘要：传统的开关电源大都存在功率因数较低的问题，改善开关电源的功率因数始终是学术界的热点。
文章阐述了单极功率因数的发展历史，比较了两级PFC与单极PFC电路的结构，列举了几种常用的单极功率因数的校正电路并对单极隔离式PFC变换器的控制方案做了简单的探讨。
关键词：DC/DC变换器；单极功率因数校正；反击；
Development of unipolar power factor correction circuit Liu Bingbing (21206061028), College of mechanical and
electrical engineering
Tutor: Hu Juan (MA)
Abstract: the traditional switching power supply has the problem of low power factor, and it is always a hot spot to improve the power factor of the switching power supply. Is expounded in the paper the development history of unipolar power factor, compares the structure of two-stage PFC and single stage PFC circuit, lists several common unipolar power factor correction circuit and the monopole isolated PFC converter control scheme makes a simple discussion.Key words: DC/DC converter; unipolar power factor correctioncounter attack.
I
1 引言
1.1 研究背景
1990年,美国科罗拉多大学Erickson教授等将前置级Boost电路和后随Flyback(反激)变换器或者Forward(正激)变换器的MOSFET共用,提出所谓的单级PFC变换器。
研究单级PFC 技术的目的是减少元器件,节约成本,提高效率和简化控制等。
与传统的两级电路比较,省略了一个MOSFET但增加了一个二极管,另外其控制是一般的PWM方式,故相当简单。
为保证高输入功率因数,输入电感的电流应该采用DCM方式。
1994年,RichardRedl等人提出了一系列新型单级隔离式功率因数校正变换器,具有快速调节输出电压、只需一个或共同控制的两个
开关、一个PWM控制电路和自动整定线电流的优点。
在Rich-ardRedl之后,许多研究者在此基础上研究出了各种更完善的单级隔离式PFC变换器,在降低储能电容电压、减少谐波失真和快速调节输出响应等方面有很大的改善。
功率因数的高低、谐波电流的高低与电感Lin的大小以及拓扑结构等密切相关,这就是近几年来研究单级PFC结构的真正出发点。
在Intelec94上有一个日本学者提出了所谓的磁开关电源,它在变压器上增加一个绕组与输入电感串联。
这一串联的绕组可以降低中间储能电容电压,将其控制在450V之内。
在Intelec95上,CaiFushen在此电路的基础上做了改进,增加的绕增加的绕组移至D2支路。
同样可将中间储能电容电压控制在450V之内。
一年后,VPT也提出了一个单级PFC,其中与
D2支路相串联的不是变压器绕组,而是另一个分离的电感,它也可以将电容电压控制在450V 内。
近年来,出现了高功率因数校正集成控制电路芯片,如UC3854,UCC3858,TDA16888等,
功率因数可以达到0.99~1。
单级PFC变换技术将朝电路简单化,集成化发展,必将得到进一步
地深入研究,并在小功率开关电源领域得到广泛的应用。
1.2 课题意义与目的
随着电力电子技术的不断进步及社会发展的需要几乎所有的电气设备电源装置部分都
采用开关电源。
开关电源是为计算机通讯和家用电子设备等提供直流电源的一种电力电子装置，具有体积小，效率高，功率密度大等优点，在电源领域中占主要地位，获得越来越广泛的作用，但因此产生的网侧输入功率因数降低以及谐波污染等问题也日趋严重。
目前开关电源等电力电子装置已经为最主要上网谐波污染源，它迫使电力电子领域的研究人员要对这类污染问题提供有效的解决方案。
抑制开关电源谐波的方案有两种：一种是被动法，即采用有源或无源滤波电路来滤除谐波；二是主动法，即设计新一代高性能整流器，具有输入电流为正弦波、谐波含量低以及功率因数高的特点，即因数校正功能。
国外改善开关电源功率因数的工作重点主要是功率因数校正电路拓扑结构的研究和功率因数校正控制集成电路（如
UC3842--UC3855A系列、KA4524\TDA4814等）的开发。
国内一些厂家也做了类似的工作。
采用功率因数校正电路的开关电源，其功率因数可达0.95-0.99，近似于1.
2。