有源功率因数校正 一、功率因数的定义 功率因数PF定义为: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。 PF=SP =RLLIUIUcos1=RII1 cos = cos (1) 式中: :基波因数,即基波电流有效值I1与电网电流有效值IR之比。 IR:电网电流有效值 I1:基波电流有效值 UL:电网电压有效值 cosΦ :基波电流与基波电压的位移因数 在线性电路中,无谐波电流,电网电流有效值IR与基波电流有效值I1相等,基波因数 =1,所以PF= ·cosΦ =1·cosΦ =cosΦ 。当线性电路且为纯电阻性负载时,PF= ·cosΦ =1·1=1。 二、有源功率因数校正技术 1.有源功率因数校正分类 (1)按电路结构分为:降压式、升/降压式、反激式、升压式(boost)。 其中升压式为简单电流型控制,PF 值高,总谐波失真(THD:Total Harmonic Distortion)小,效率高,适用于 75W~ 2000W 功率范围的应用场合,应用最为广泛。它具有以下优点: 电路中的电感 L 适用于电流型控制 由于升压型 APFC 的预调整作用在输出电容器 C 上保持高电压,所以电容器 C 体积小、储能大 在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数 输入电流连续,并且在APFC 开关瞬间输入电流小,易于 EMI 滤波 升压电感 L 能阻止快速的电压、电流瞬变,提高了电路工作可靠性 (2)按输入电流的控制原理分为:平均电流型(工作频率固定,输入电流连续)、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。 图 1 输入电流波形图 其中平均电流型的主要有点如下: 恒频控制 工作在电感电流连续状态,开关管电流有效值小、 EM I 滤波器体积小。 能抑制开关噪声 输入电流波形失真小 主要缺点是: 控制电路复杂 需用乘法器和除法器 需检测电感电流 需电流控制环路 (3 )按输入电流的工作模式分为:连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)和不连续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)。 (4)按拓扑结构可分为:双级模式和单级模式。 单级功率校正---峰值电流控制 2、有源功率因数校正原理 有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称 APFC)技术的思路是,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形相同, 从而避免形成电流脉冲,减小输入电流谐波,达到改善功率因数的目的。 有源功...