有源功率因数校正

图6-9 峰值电流控制制的功率因数校正电路
（一）开关导通时间
图6-10 开关管 导通时 等效电
路
（三）斩波频率
η fS to 1 nto
U 2 in (U 0 |u in |)U 2 in (U 0 |u in |)
ff 2 L 1 P iU n0
2 L 1 P 0 U 0
-
(四) 升压电感的数值计算
3脚为乘法器的输入端，4脚为电流
传感器输入，5脚为零电流检测输
入，6脚为接地端，7脚为PWM输 （三）零电流检测器（Zero Current
出端，可直接驱动Power
Detector）
MOSFET或IGBT，脚8是UCC提供
正电源电压。用MC34261构成的
-
Boost Converter如图6-9所示
6-4 APFC基本 电路
图6-3 传统的整流电路及波形
由于输入电流波形畸变导致 功率因数下降，并产生高次 谐波分量，污染电网。
◤从原理框图来看，APFC基本电路就是一种开关 电源，但它与传统的开关电源的区别在于： DC/DC变换之前没有滤波电容，电压是全波整流 器输出的半波正弦脉动电压，这个正弦半波脉动 直流电压和整流器的输出电流与输出的负载电压 都受到实时的检测与监控，其控制的结果是达到 全波整-流器输入功率因数近似为1 ◢
就能解决问题◢
-
6.2峰值电流控制的双级式APFC
尽管APFC对消除电网污染，提高功率因数的作用很明显，但控制电路比较复 杂，随着电子技术的发展，专用于APFC的集成电路（IC）已被开发研制出来，这
对设计高功率因数，低谐波失真的各类电子电路提供了技术支持。 6.2.1 调制器MC34261的功能分析
L1
Ui2nH
2P0 fallmax
(五) 最大峰值电感电流
ILPK 2PinU i2n2Uin2ηU 2P in0
wenku.baidu.com
I LPK
2 2P0
η UinL
-
6.3 平均电流控制的双级式APFC
6.3.1 平均电流控制的调制器： UC3854A/B
（一） UC3854A/B的极限参数
鉌电源电压 22伏 驱动输出连续电流 0.5A 驱动输出占空比50%时的电流 1.5A 输入电压： 11伏 11伏 5伏 输入电流： 10mA 功率损耗 1W 存贮温度 -65℃～+150℃ 焊接温度（锡焊，10秒钟） +300℃
形相同，从而避免电流脉冲的形成，达到改善
功率因数的目的。
6.1.5 APFC技术的应用
◤由于APFC使得电网端的功率因数为1， 减小了输入电流，降低了配电输入线的损 耗，消除了用电装置的谐波分量对电网的 污染，因此，凡是本身的工作会产生非线 性，引起电网电压、电流畸变的电力电子 装置，如果增加功率因数校正部分对电网 带来的效益是明显的; 对于用电器本身则 会增大体积提高成本◢ ◤第四代IGBT的工作频率已达到150KHz， 完全可以取代功率MOSFET; 而且用于功 率因数校正的集成控制器已先后出台并拥 入市场，因此APFC的成本增加不大，而 可靠性大大提高了。同时由于APFC增加 了一级功率调节环节，它既要使输入电流 波形呈正弦波，又要能够稳定输出电压， 要同时具有两个互为矛盾的特性，势必会 造成动态响应的恶化。但如果合理设计输 出滤波电容C，就可适当得到补偿。增大 输出滤波电容C的容量，使之同时满足电 压纹波和交流突然断电时维持时间的要求，
(一) 误差放大器（Error Amplifier）
（二）乘法器（Multiplier）
图6-8 MC34261的引脚功能图
其中1脚为反馈电压输入端 u 4 p4 i n K 1 U p2 iU n p3 i n K ( 2 .5 V U F ) U B p3
（UFB），2脚为补偿端即误差放大 器的输出端，与1脚接有补偿元件，
6.1.3 有源功率因数校正的电路结构
(a) 双级式
(b) 单级式
图6-5 有源功率因数校正的电路结构
6.1.4 有源功率因数校正的控制
（a）峰值电流控制方式
b）平均电流控制方式
图6-7 APFC的控制技术的波形
有源功率因数校正（Boost—APFC）技术
的思路，主要是控制已整流后的电流，使之在
对滤波大电容充电之前，能与整流后的电压波
（四）电流检测比较器和RS触
发器（Current Sense
Comparator and RS Latch）
I PK
u4 pin 4 R9
（五）计时器（Timer R）
(六) 欠压闭锁（Under Voltage Lockout—UVLO）
（七）图腾输出级（Totem Pole output Stage）
第6章 有源功率因数校正
6.1.1 有源电力滤波器和有源功 率因数校正
◤对于消除电力系统的谐波有无源技术 和有源技术两种办法◢ ◤在电网的公用负载端并接一个专用的 功率变换器，对无功及谐波电流进行补 偿，这就是有源滤波器（Active Filter） .它将电网电流补偿成为与电网 电压同相位的正弦电流◢ ◤在负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， 这就是有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，简称APFC） 电路，它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◢
图6-1 有源滤波器 图6-2 APFC的基本原理框图
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6.1.2 畸变电流的产生与APFC的基本原理
◤采用有源功率因数校正技术是解决上述问 题的有效途径◢
◤ APFC技术的基本思想是将输入交流进行 全波整流，在整流电路与滤波电容之间加入 DC/DC变换，通过适当控制使输入电流的波 形自动跟随输入电压的波形，即使整流器的 输出电流跟随它输出直流脉动电压波形，且 要保持贮能电容电压稳定，从而实现稳压输 出和单位功率因数输入◢
（八）逻辑分析
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图6-9 峰值电流控制制的功率因数校正电路
6.2.2 主电路原理分析
iL
u in L1
t
i LP
u in L1
t on
ton2UL12Pinin η2U L1P2i0n
(二）关断时间
iLuinL 1U0(tton)uLi1nton
t off ( H ) ηUin2(U20L1P02Uin)