器件构成的开关电路对输入电流的波形进行控制,使之成为与电源电压同相的正弦波,总谐波含量可以降到5以下,而功率因数能高达0995,彻底解决整流电路的谐波污染和功率因素低的问题。缺点是电路复杂、成本高、效率会下降。按照电路的拓扑结构可将有源功率因数校正方法分为以下几类:降压式BUCK、升降压式、反激式(FLuYdBOOST)、升压式(BOOST)、。其中电路更为可靠,应用广泛,本课程设计主要针对单相BOOST型功率因数校正电路进行设计分析。
22有源功率因数校正原理
221单相功率因数校正
单相功率因数校正电路实际上是二极管整流电路加上升压型斩波电路构成的。典型单相有源PFC电路如图21所示,其主要原理波形如图22所示。
udi给定信号和实际的直流电压比较后送入PI调节器,得到指令信号,和整
流后正弦电压相乘得到输入电流的指令信号,该指令信号和实际电感电流信号比较后,通过滞环对开关器件进行控制,便可使输入直流电流跟踪指令值,这样交流侧电流波形将近似成为与交流电压同相的正弦波,跟踪误差在由滞环环宽所决定的范围内。
在升压斩波电路中,只要输入电压不高于输出电压,电感L的电流就完全受开关S的通断控制;S通时,增长,S断时,下降,因此控制S的占空比按正弦绝对值规律变化,且与输入电压同相,就可以控制波形为正弦绝对值,从而使输入电流的波形为正弦波,且与输入电压同相,输入功率因数为1。
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f武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书图21典型的单相有源PFC电路
222单级PFC变换器
图22单相有源PFC电路主要原理波形
基于BOOST电路的有源功率因数的校正技术具有输入电流畸变率低的特点,若电路工作于电流连续模式,则开关器件的峰值电流较低。单级PFC变换器拓扑是将功率因数校正电路中的开关元件与后缀DCDC变换器中的开关元件合并和复用的,将两部分电路合二为一。单级PFC变换器控制电路通常只有一个输出电压控制闭环,在小功率电源中很占优势,因此主要以单相变换器为主。由于升压电路的峰值电流较小,目前主要采用单开关升压型电路,DCDC部分为单管正激或反激电路。一种基本的单开关升压
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型单级PFC变换电路如图23所示。
图23典型的BOOST型单级PFCACDC变换器
其基本原理为开关在一个周期内按一定的占空比导通,开关导通时,输入电源给通过开关给升压电路中的电感L1储能,同时中间直流电容C1通过开关给反激变压器储能,在开关关断期间,输入电源与L1一r