PFC电路原理介绍

PFC 电路
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PFC 电路概述
谐波电流对电网有危害作用：
•使电网电压发生畸变；
•使线路与配电变压器过热，损坏设备；•引起电网LC谐振；
•使电网的高压电容过流、过热而爆炸；
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PFC 电路概述
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PFC 电路概述
有源功率因数校正（APFC：Active Power Factor Correction），在负无源功率因数校正是利用电感和电容组成滤波器，对输入电容进行移相和整形。

主要是增加输入电流的导电宽度，减缓其脉冲上升性，从而减小电流的谐波成分。

一般通过仿真选择电感与电容，得到需要的THD 与PF 值。

载即电力电子装置本身的整流器和滤波电容之间增加一个功率变换电路，将整流器的输入电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，消除了谐波和无功电流，因而将电网功率因数提高到近似为1。

APFC 电路常用拓扑：升压式（Boost ）；降压式（Buck ）；
升/降压式（Buck/Boost ）；反激式（Fly back ）。

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PFC 的工作原理
Boost-PFC
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PFC
的工作原理
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PFC 的工作原理
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PFC 的控制方法
电感电流断续控制方法（DCM ）
优点：控制简单，无需检测输入电流与输入电压；输出二极管ZCS。

缺点：开关管与电感的峰值电流大，PF 小，THD 大。

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PFC 的控制方法
电感电流临界连续控制方法（BCM ）
优点：PF接近1，二极管ZCS。

缺点：变频调制，EMI难，电感电流纹波大。

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PFC 的控制方法
峰值电流方法
优点：输入电流连续，电流纹波小，电感与开关管的峰值电流小，PF接近1。

缺点：需要斜率补偿，控制电路复杂，对噪声敏感。

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PFC 的控制方法
滞环电流控制方法
优点：输入电流连续，电流纹波小，电感与开关管的峰值电流小，PF接近1，THD小，适合用于大功率。

缺点：变频控制，输出滤波器难设计，控制电路复杂。

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PFC 的控制方法
平均电流控制方法
优点：输入电流连续，电流纹波小，电感与开关管的峰值电流小，PF接近1，THD小，适合用于大功率。

缺点：控制电路复杂。

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PFC 的控制方法
单周期控制方法
l CCM 模式下Boost 电路中输出电压U o 与输入电压u g 的关系为：u g =U o (1-D)。

l 假设PFC 变换器输入电流i in 完全跟踪输入电压u in ，那么输入等效电阻R e 为线性，则Boost 输入电感电流为：i L =u g /R e 。

l 推导得：R 1i L =U m (1-D)
其中R 1为电感电流检测电阻，U m 为调制电压，U m =R 1U o /R e
优点：输入电流连续，电流纹波小，电感与开关管的峰值电流小，PF接近1，THD小，不需要乘法器，控制电路简单，适合于无桥PFC。

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