基于Matlab的交流斬波型PFC電路仿真研究
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大量電力電子裝置和非線(xiàn)性負載的廣泛應用，使得電力系統電壓及電流波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生了大量的諧波，導致電源輸入功率因數降低，對電網(wǎng)環(huán)境造成嚴重的污染，使用電設備所處環(huán)境惡化，也對周?chē)耐ㄐ畔到y和公共電網(wǎng)以外的設備帶來(lái)危害。為了改善電網(wǎng)環(huán)境，必須了解產(chǎn)生諧波污染的原因，并對諧波進(jìn)行有效的抑制，進(jìn)行功率因數校正。為了提高供電線(xiàn)路功率因數，保護用電設備，世界上許多國家和相關(guān)國際組織制定出相應的技術(shù)標準，以限制諧波電流含量。如：IEC555-2，IEC61000-3-2，EN60555-2等標準，規定允許產(chǎn)生的最大諧波電流。我國于1994年也頒布了《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》標準(GB／T14549-93)。因此，功率因數校正(PFC)技術(shù)便成為電力電子研究的熱點(diǎn)。
1 諧波的抑制與功率因數校正方法
解決電力電子裝置和其他諧波源的污染問(wèn)題主要有兩種方法：一是采用無(wú)源濾波或有源濾波電路來(lái)旁路或濾除諧波；二是對電力電子裝置本身進(jìn)行改造，使其補償所產(chǎn)生的諧波，采用功率校正電路，使其具有功率因數校正功能。
功率因數校正(PFC)技術(shù)主要為無(wú)源PFC和有源APFC。無(wú)源PFC是采用無(wú)源元件來(lái)改善功率因數，減小電流諧波的，方法簡(jiǎn)單但電路龐大笨重，有些場(chǎng)合無(wú)法適用，且功率因數一般能達到0．90。有源APFC是將一個(gè)變換器串入整流濾波電路與DC／DC變換器之間，通過(guò)特殊的控制，強迫輸人電流跟隨輸入電壓，使得輸入電流波形接近于正弦波，并且與輸入電壓同相位，提高功率因數，使其達到功率因數為1的目標。反饋輸出電壓使之穩定，從而使DC／DC變換器的輸入事先預穩，該方法設計易優(yōu)化，性能進(jìn)一步提高，因此應用廣泛。
2 傳統功率因數校正電路的結構及其缺點(diǎn)
基于PFC的拓撲電路的研究現在已經(jīng)非常成熟，而且得到了十分廣泛的應用，使用得最多的是升壓斬波(Boost)和降壓斬波(Buck)電路。傳統的單相功率因數校正電路的結構如圖1所示。
其中，Boost拓撲電路由于結構簡(jiǎn)單和成本低廉而最為流行，電路中交流電源通過(guò)專(zhuān)用整流橋轉換成直流，后經(jīng)過(guò)Boost PFC電路輸出，該方法具有較好的控制效果，在中小功率電源中應用較為廣泛。但其也存在一些缺點(diǎn)：
(1)任何時(shí)刻都有三個(gè)半導體器件導通，隨著(zhù)功率的提高，整流橋上消耗的功率也會(huì )隨之增加，從而提高了電源的發(fā)熱損失，降低了電源效率；
(2)該Boost電路有很高的開(kāi)關(guān)頻率，增大了電路的開(kāi)關(guān)損耗；
(3)直流側的二極管降低了直流電壓，增加了電路功耗和不穩定性。
應用這里所提出的交流斬波功率因數校正電路，可以解決傳統校正電路中存在的以上問(wèn)題。
3 交流斬波功率因數校正器的基本電路和工作原理
3．1 Boost型交流斬波功率因數校正電路
Boost型交流斬波功率因數校正電路的基本結構如圖2所示。
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