单相有源功率因数校正电路仿真
摘要：传统的ACDC变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染。有源功率因数校正技术APFC是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的办法。本文论述了单相功率因数校正APFC的原理和方法，通过对Boost型滞环控制的DCDC变换器采用Matlab进行仿真，获得了最后校正的功率因数结果，说明这种PFC方案的能获得良好的效果，适用于多种场合。关键词：有源功率因数校正，Boost电路，滞环控制
1绪论
功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系。功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电能利用率越高。交换式电源供电器上的功率因数校正器的运作原理是通过控制调整交流电电流输入波形，使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因数趋近于1折对于电力需求量达到某一个水平的电子设备而言是很重要的，否则，电力设备系统消耗的电能可能超出其规格，极可能干扰同系统的其他电子设备。
2功率因数的定义和校正原理
根据电工学的基本理论功率因数（PF）的定义：交流输入有功功率（P）与视在功率（S）的比值，用公式表示为：
PFPU1I1cosI1coscos
1
S
U1Irms
Irms
式中：U1表示输入基波电流有效值；cos表示基波电压与基波电流之间的位移因数；表示输入电流畸变因数；Irms表示输入电流有效值。可见PF由电流畸变因数和位移因数cos决定，cos小表示用电设备的功率大，在有功功率不变的情况下实在功率增加，线路总电流增大，线路传输压降也将增大，倒是电气设备容量增加，利用率低，导线、变压器绕组损耗大，严重影响电网的供电质量，变化快时甚至可以导致电网崩溃。输入电流即便因数值低，表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，使用电设备产生机械振动、噪声、过电压，损坏电子设备。在实际的电能运用和传输中，最主要的危害是电流的畸变引起的谐波而污染电网，因此，可以说谐波的抑制电路即为功率因数校
f正电路。不良的功率因数主要发生在整流电路中，特别是开关整流电路。在整流电路
中，ACDC前端通常有桥式整流器和大容量滤波器组成，如图1a，其滤波电容的设置使输出电压平滑。但是，对电流来说，只有当线路的峰值电压大于滤波电容两端的电压时，整流元件中才有电流流过。这样就使电流呈现尖脉冲形式，如图1b，这种尖脉冲波中含有大量的高次谐波。
Ui

Ui
CRUo
Ii

a
b
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
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