采用UC3854的有源功率因數校正電路工作原理與應用
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一． 功率因數校正原理
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188513.htm1．功率因數（PF）的定義
功率因數（PF）是指交流輸入有功功率（P）與輸入視在功率（S）的比值。即
）與相移因數（
）的乘積。 可見(jiàn)功率因數（PF）由電流失真系數（）和基波電壓、基波電流相移因數（）決定。低，則表示用電電器設備的無(wú)功功率大，設備利用率低，導線(xiàn)、變壓器繞組損耗大。同時(shí)，值低，則表示輸入電流諧波分量大，將造成輸入電流波形畸變，對電網(wǎng)造成污染，嚴重時(shí)，對三相四線(xiàn)制供電，還會(huì )造成中線(xiàn)電位偏移，致使用電電器設備損壞。
由于常規整流裝置常使用非線(xiàn)性器件（如可控硅、二極管），整流器件的導通角小于180o，從而產(chǎn)生大量諧波電流成份，而諧波電流成份不做功，只有基波電流成份做功。所以相移因數（）和電流失真系數（）相比，輸入電流失真系數（）對供電線(xiàn)路功率因數（PF）的影響更大。
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，EN 60555-2等標準，它們規定了允許產(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）。
傳統的功率因數概念是假定輸入電流無(wú)諧波電流（即I1=Irms 或=1）的條件下得到的，這樣功率因數的定義就變成了PF =。
二．PF與總諧波失真系數（THD：The Total Harmonic Distortion）的關(guān)系
三.功率因數校正實(shí)現方法
由功率因數
可知，要提高功率因數，有兩個(gè)途徑： 1.使輸入電壓、輸入電流同相位。此時(shí)=1 ，所以PF= 。
2.使輸入電流正弦化。即Irms=I1（諧波為零），有
即；
從而實(shí)現功率因數校正。利用功率因數校正技術(shù)可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形，使輸入電流波形呈純正弦波，并且和輸入電壓同相位，此時(shí)整流器的負載可等效為純電阻，所以有的地方又把功率因數校正電路叫做電阻仿真器。
四.有源功率因數校正方法分類(lèi)
1． 按有源功率因數校正電路結構分
（1）降壓式：因噪聲大，濾波困難，功率開(kāi)關(guān)管上電壓應力大，控制驅動(dòng)電平浮動(dòng)，很少被采用。
（2）升/降壓式：需用二個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，有一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的驅動(dòng)控制信號浮動(dòng)，電路復雜，較少采用。
（3）反激式：輸出與輸入隔離，輸出電壓可以任意選擇，采用簡(jiǎn)單電壓型控制，適用于150W以下功率的應用場(chǎng)合。
（4）升壓式（boost）：簡(jiǎn)單電流型控制，PF值高，總諧波失真（THD）小，效率高，但是輸出電壓高于輸入電壓。適用于75W~2000W功率范圍的應用場(chǎng)合，應用最為廣泛。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
- 1電路中的電感L適用于電流型控制。
- 2由于升壓型APFC的預調整作用在輸出電容器C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲能大。
- 3在整個(gè)交流輸入電壓變化范圍內能保持很高的功率因數。
- 4輸入電流連續，并且在A(yíng)PFC開(kāi)關(guān)瞬間輸入電流小，易于EMI濾波。
- 5升壓電感L能阻止快速的電壓、電流瞬變，提高了電路工作可靠性。
2．按輸入電流的控制原理分
（1）平均電流型：工作頻率固定，輸入電流連續（CCM），波形圖如圖1（a）所示。TI的UC3854就工作在平均電流控制方式。
這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：
- 1恒頻控制。
- 2工作在電感電流連續狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管電流有效值小、EMI濾波器體積小。
- 3能抑制開(kāi)關(guān)噪聲。
- 4輸入電流波形失真小。
主要缺點(diǎn)是：
- 1控制電路復雜。
- 2需用乘法器和除法器。
- 3需檢測電感電流。
- 4需電流控制環(huán)路。
（2）滯后電流型。工作頻率可變，電流達到滯后帶內發(fā)生功率開(kāi)關(guān)通與斷操作，使輸入電流上升、下降。電流波形平均值取決于電感輸入電流，波形圖如圖1（b）所示。
（3）峰值電流型。工作頻率變化，電流不連續（DCM），工作波形圖如圖1（c）所示。 DCM采用跟隨器方法具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現的優(yōu)點(diǎn)，但存在以下缺點(diǎn)：
①功率因數和輸入電壓Vin與輸出電壓VO的比值
有關(guān)。即當Vin變化時(shí)，功率因數PF值也將發(fā)生變化，同時(shí)輸入電流波形隨的加大而THD變大。
②開(kāi)關(guān)管的峰值電流大（在相同容量情況下，DCM中通過(guò)開(kāi)關(guān)器件的峰值電流為 CCM的兩倍），從而導致開(kāi)關(guān)管損耗增加。所以在大功率APFC電路中，常采用CCM方式。
（4）電壓控制型。工作頻率固定，電流不連續，工作波形圖如圖1（d）所示。
圖1 輸入電流波形圖
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