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图1常用整流桥结构与电力电压波形
3功率因数校正器拓扑及控制策略
功率因数校正电路的研究主要包括两方面的内容,一是电路拓扑结构的分析,二是控制策略的研究。
31功率因数校正器典型电路结构
从原理上说,任何一种DCDC变换器拓扑都可以作为PFC主电路。DCDC变换器包括降压式Buck变换器、升压式Boost变换器、升降压BuckBoost变换器、Cuk变换器、反激式Flyback变换器等。从电路拓扑结构上看,Buck电路和Boost电路是最基本的两种变换器,其余变换器都是由这两种基本结构演化而来。
32功率因数校正器控制策略
电力电子电路的六种基本拓扑结构都可以构成PFC,由于Boost电路优点独特,在实际应用中最为广泛。功率因数校正器的控制策略按输入电感电流是否连续,可分为电流连续导通模式CCM和电流不连续导通模式DCM,以及介入其中的电流临界模式BCM。有的电路还根据负载功率的大小使得变换器在DCM和CCM模式之间相互转换,成为混联模式MCM。
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321DCM控制策略
DCM控制又称为电压跟踪法,是功率因数校正控制中一种简单实用的方法,
应用较为广泛。它不需要检测输入电压和输入电流,功率开关管就以一定的占空
比使输入电流按正弦规律变化。概括起来,DCM控制模式的特点有:1控制电路简单,现有开关电源PWM控制用集成电路均可作为电压跟随型PFC电路的控制器;2输入电流自动跟踪输入电压相位,且具有较小的电流畸变率;3功率开关管能实现零电流开通,且不许承受二极管的反向恢复电流;4有较大输入输出电流纹波,要求高性能滤波电路;5平均电流远低于峰值电流而导致期间需承受较大的应力;6单相PFC功率一般小于200W,三相PFC功率一般小于10Kw。
1恒频控制
图2为Boost电路的DCM控制原理图。恒频控制的功率开关管的频率保持恒定,工作原理是当输入电压的有效值与输出功率恒定时,通过电压环可以保证占空比恒定,从而使得输入电流峰值与输入电压成正比,达到输入电流波形自动跟随输入电压波形,实现功率校正的目的。
为了确保稳态时输出占空比在半个工频周期保持不变,EA取1020Hz。恒频控制时开关周期恒定,因此电感电流并不连续。如图2所示电感电流在一个周期内的平均值为:
IL

UgTo
To
Tdo
2LTs
2
式中:Ug为整流后的电压;To
为功率开关管VS的导通时间;Tdo
为二极管VD的续流时间;Ts为开关周期。
ig
L
VD
R1
ug
Ug
VT
Co
R2
PWMEA图2Boost电路DCM控制原理图14
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