【正文】 可能導(dǎo)致機器無法正常工作甚至不能工作。整流電路作為電網(wǎng)與電力電子裝置的接口電路，構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源，為電力電子裝置提供高質(zhì)量的直流電能。但典型Boost電路的功率因數(shù)及電路傳輸效率都有待改進。脈沖狀的交流輸入電流波形中還有大量的諧波電流成分，大量的諧波電流倒流入電網(wǎng)即諧波輻射（harmonica emissions）會對電網(wǎng)造成污染，諧波就是一定頻率的電壓或電流作用于非線性負載時,會產(chǎn)生不同于原頻率的其它頻率的正弦電壓或電流的現(xiàn)象。諧波抑制的途徑：一是使用諧波及無功補償裝置，用其產(chǎn)生與電網(wǎng)諧波頻率相同但相位相反的諧波，抵消其影響。在電工基礎(chǔ)課程中，功率因數(shù)往往就是如此定義，但是它僅適用于特定情況，即電流和電壓都是純正弦波。圖21. 不帶PFC的典型開關(guān)模式電源的輸入特性請注意，盡管電流波形有嚴重失真，電流和電壓仍可以完全同相。它的電流波形和電壓波形的形狀和相位都極為相似。一個標準的變換器利用脈沖波寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)來調(diào)整輸入功率大小，以供應(yīng)適當?shù)呢撦d所需功率脈沖波寬度調(diào)變器控制切換開關(guān)（通常是Power MOSFET）將直流輸入電壓變成一串電壓脈沖波，隨后利用變壓器和快速二極管將其轉(zhuǎn)成平滑的直流電壓輸出。正如前面多分析的常用的功率因數(shù)校正方法主要有有源功率因數(shù)校正(APFC)和無源功率因數(shù)校正（PPFC）兩大類。盡管它的特點是簡單，無源PFC電路仍有一些缺點。有源功率因數(shù)校正電路按拓撲分類有以下幾大類（1）降壓式。另外，按按輸入電流的控制原理分類，還有以下幾類：（1） 平均電流型（2） 滯后電流型（3） 峰值電流型（4） 電壓控制型幾種方法各有優(yōu)缺點，很多資料和參考書籍上也有相關(guān)介紹。這個方案的缺點在于乘法器乘積的可變性。因此，在Rshunt上的電壓降必須等于Rcp上的電壓，因為在電流放大器同相端的輸入電阻上沒有直流電流。對于較高功率的電路而言，通常選擇的拓撲為在連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)下工作的升壓轉(zhuǎn)換器，并帶有平均電流模式控制(ACMC)。這種硬件形式是AC/DC技術(shù)發(fā)展的新方向。目前最為常用的控制技術(shù)有三種，即平均電流控制Boost PFC、CCM/DCM邊界控制Boost PFC以及電流箝位控制Boost PFC,下面研究平均電流控制Boost PFC。為了保證高輸入功率因數(shù)，輸入電感的電流應(yīng)當為電流不連續(xù)模式，在這里控制器的作用是保證快速、穩(wěn)定輸出。是他用于PFC較其它電路更為廣泛。 Boost型PFC的特點優(yōu)點：1. 輸入電流連續(xù)。咋一看優(yōu)點中的第四點和缺點中的第二點的提法互相矛盾，其實這是一個問題的兩個方面。CCM模式下工作的Boost型PFC仍有三種方式：電流峰值控制發(fā)、平均電流控制 發(fā)和滯環(huán)電流控制法。因此如果電感值不夠大，電感電流將很快衰減，造成較大的電流諧波使電流波形的質(zhì)量下降。由積分的平均作用實現(xiàn)了對開關(guān)占空比的調(diào)節(jié)，使電流實現(xiàn)了平均值控制。這種控制方式與上述兩種控制系統(tǒng)的區(qū)別在于實現(xiàn)電流和開關(guān)控制的電路由一個比例放大器和一個滯環(huán)比較器實現(xiàn)。（2）寬限輸入，線電壓前饋調(diào)整，線電流畸變小于3%。 UC3854A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)UC3854芯片集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖35所示，它為電源提供有源功率因數(shù)校正，還按正弦的電網(wǎng)電壓來鉗制非正弦的電流變化，能最佳的利用供電電流使電網(wǎng)電流失真最小。乘法器（MUL）：乘法器輸入信號除了誤差電壓外，還有與已整流交流電壓成正比的電流 (B端)和前饋電壓?；鶞孰娫矗≧EF）：該基準電壓受欠壓封鎖比較器和使能比較器控制，當這兩個比較器都輸出高電平時。PKLMT引腳的閥值電壓為0。該端電流誤差放大器的反相輸入端。如果與REF相連的電阻阻值是整流電壓輸出端相連電阻阻值的1/4，6V的失調(diào)電壓將被完全抵消，此時線電流的交越失真最小。為獲得最佳控制效果，～。注意在實際應(yīng)用中，不能用使能端代替升壓PWM調(diào)節(jié)器的快速關(guān)斷保護電路。外接軟啟動電容。實際應(yīng)用中，該端接入的偏置電源的電壓應(yīng)高于17V，電流超過20mA，否則控制器將不能正常工作。 在對UC3854A的各個端子的外電路進行設(shè)計時，必須充分考慮在該芯片中有三個端子需要附加肖特基二極管來進行保護:對于16GT DRV(門極驅(qū)動端)，需要一個額定電流為3安培的肖特基二極管來進行保護，以避免芯片受到高頻開關(guān)器件所產(chǎn)生的寄生電感的影響。流過輸出電容器的總電流是開關(guān)頻率紋波電流的有效值和線路電流的二次諧波；通常選擇壽命長，低漏阻、能耐較大紋波電流，且工作范圍較寬的鋁電解電容，并且耐壓的選擇應(yīng)留有充分余量，以避免超負荷工作。VDVDVD3的耐壓可按Uo和Uo波動量的和來計算。它內(nèi)部包含有電壓誤差放大器、模擬乘法器/除法器、電流誤差放大器、恒頻脈寬調(diào)制器 (PWM)。這一結(jié)果的實現(xiàn)是靠PWM開關(guān)電路來完成的，電流誤差放大器的輸出電壓與三角波電壓在PWM比較器中比較后產(chǎn)生PWM觸發(fā)脈沖，驅(qū)動MOSFET，脈寬調(diào)制的高頻開關(guān)電流在升壓電感L的作用下全周期向負載提供能量。當輸入在低電網(wǎng)線電壓時。Dl為15v穩(wěn)壓管，防止驅(qū)動過壓擊穿開關(guān)管。由開關(guān)管電壓電流波形可以看出開關(guān)管基本實現(xiàn)了零電壓關(guān)斷和零電流開通，這是由于無源軟開關(guān)降低了開關(guān)的電流變化率及電壓變換率。電壓放大器網(wǎng)絡(luò)是個負增益形式的低通網(wǎng)絡(luò),其與整流后線電壓的分壓相乘,成為主要的電流信號。電流參考電壓增益（E2的增益）；,PER為20μs，PW=，鋸齒波為15v,R1=R2=10K,Rvf=174K,Cvf=,Rmo=Rc1=,Rcz=20K,Ccz=620pf,Ccp=62pf。功率因數(shù)校正電路分為有源和無源功率因數(shù)校正電路，通過分析有源和無源的優(yōu)缺點，我們選擇了有源率因數(shù)校正電路。感謝我的父母，是他們在我背后默默的支持著我，沒有他們，就沒有我的今天。開關(guān)電源功率因數(shù)校正（Power Factor Correction，PFC）集成控制電路自20世紀90年代問世以來，引起了國內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注，現(xiàn)已成為最具發(fā)展前景和影響力的一項高新技術(shù)產(chǎn)品。它在傳統(tǒng)的整流電路中加入有源開關(guān)，通過控制有源開關(guān)的通、斷來強迫輸入電流跟隨輸入電壓變化，從而獲得接近正弦波的輸入電流和接近1的功率因數(shù)。開關(guān)電源已成為電網(wǎng)最主要的諧波源之一。如何抑制這些諧波，改善供電質(zhì)量已成為一個重要的研究領(lǐng)域。在設(shè)計研究和論文寫作過程中，鄭老師都對我提出了許多中肯的意見，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計和論文整理工作對我這篇論文的完成起了很大的作用，十分感謝鄭老師。XXI 結(jié)論本文首先介紹了為什么要研究功率因數(shù)校正電路，電力電子裝置的大量使用給電網(wǎng)帶來諧波和無功，造成電網(wǎng)的“污染”，解決這種污染的主要途徑之一是使用功率因數(shù)校正技術(shù)，對于如何抑制和去除諧波和紋波的方式方法有很多，但想完全消除，是很難辦到的，我們只有將其控制在一個允許的范圍之內(nèi)，不對環(huán)境和設(shè)備產(chǎn)生很大影響就達到了我們的目的。仿真平臺采用PSpice工具,它是一種微機級電路模擬的標準軟件。兩個極點中,一個為零,一個為高頻的極點可以去除高頻雜波。 （4—36）⑤電壓環(huán)穿越頻率: （4—37）⑥反饋電阻RVF:令電壓誤差放大器極點頻率 （4—38） 開環(huán)電路仿真開環(huán)仿真波形（，Lr取15μH，Cr取110nF，Cs取5nF，輸出電容C取2000μF）：輸入電壓和電流負載端電壓驅(qū)動信號和開關(guān)管電壓電流波形上圖中波形有：電感Lr的電流（有正有負,負為近似倒尖三角，然后為零，再上升后緩緩下降），開關(guān)管電流（剛剛導(dǎo)通時刻從零上升到最大值，再下降至最小值然后平緩上升再降至零），和開關(guān)管電壓。又乘法器的輸出電流不能大于振蕩器的充電電流，故 （4—25）本設(shè)計中開關(guān)頻率為50kHz，則定時電容: （4—26）3 驅(qū)動電路的設(shè)計PWM輸出是圖騰柱式MOSFET柵極驅(qū)動器信號。這個結(jié)果是靠正比于輸入電壓有效值的前饋分壓電路來實現(xiàn)的，如圖所示。 圖41 控制電路圖 電路工作原理電路的工作原理如下:正比于輸入全波整流電壓的電流IAC和電壓誤差放大器的輸出電壓VVEA及前饋電壓VFF在乘法器中相乘，產(chǎn)生基準電流信號IMO，IMO在電阻RMO口上產(chǎn)生的壓降具有與輸入整流電壓相同的波形，輸入電流Li通過電流采樣電阻Rs產(chǎn)生電流采樣電壓Us，它與RMO上的電壓相減后加在電流誤差放大器的輸入端。它包含了平均電流型控制所需的全部功能，其特點是:；限制電網(wǎng)電流失真小于5%；采用恒頻控制。開關(guān)管MOSFET的開關(guān)頻率fs為50KHz，Lr與Cr諧振，由上述主電路工作階段的分析可知，Lr和Cr諧振的諧振頻率必須是開關(guān)頻率的幾倍，以4倍來計算，由諧振關(guān)系及，f=200KHz,。電感器的設(shè)計對發(fā)揮電路的特性、效率和作用，以及能否得到滿意的校正效果是至關(guān)重要的。為了防止過沖，該端與升壓功率MOSFET柵極之間應(yīng)串接一只阻值大于5Ω的限流電阻。（14）Ct 振蕩器定時電容接入端，該端外接振蕩器定時電容。外接的定時電阻決定了振蕩器的充電電流以及乘法器的最大輸出電流。該端是邏輯電平輸入端，用于控制升壓PWM控制器、基準電源和振蕩器的工作狀態(tài)，同時還能夠去除軟啟動箝位，使SS上的點位上升。升壓PWM調(diào)節(jié)器的輸出信號與輸入線電壓成正比，當輸入窄帶升壓PWM調(diào)節(jié)器的線電壓發(fā)生變化時，升壓PWM調(diào)節(jié)器的輸出信號會立刻改變，并緩慢地回復(fù)到穩(wěn)壓值。該段是乘法器唯一直接與外部相連的輸入端，標稱電壓為6V，用于實現(xiàn)對瞬時輸入線電壓的檢測。電流誤差放大器的輸出級由射極跟隨器構(gòu)成，并通過一8K歐電阻接地。該端是電流限幅比較器的反相輸入端，通過電阻分壓器與電流檢測電阻相連。觸發(fā)器（FLIPFLOP）：振蕩器和PWM比較器輸出信號分別加到觸發(fā)器的R、S兩端，控制觸發(fā)器輸出脈沖，該脈沖經(jīng)與門電路和推拉輸出級后。以上兩比較器的輸出都接到與門輸入端，只有兩個比較器都輸出高電平時，基準電壓才能建立，器件才輸出脈沖。（8）內(nèi)置使能比較器，速度精度都進一步提高。UC3854A包括:電壓放大器VA、模擬乘法除法器M、電流放大器CA、固定頻率脈寬調(diào)制器PWM、功率MOS管的門極驅(qū)動器、以及軟啟動、輸入電壓前饋、輸入電壓鉗位、過電流比較器等。電流有效值小，EMI小3 能抑制開關(guān)噪聲4 輸入電流失真小平均電流控制法的主要不足是：1 控制電路復(fù)雜2 需要電流環(huán)補償網(wǎng)絡(luò)可用于電流平均控制的IC有：UC385TK8385ML4821等。它與峰值電流控制法的區(qū)別在于電流調(diào)節(jié)器。但是，需要注意的是，這個前提條件實際是要求輸入電感必須足夠大。從電感電流是否連續(xù)可分為CCM(Coutinuum Current Mode)模式和DCM（Disconnected Current Mode）模式兩類。2. 若開關(guān)二極管輸出電容之間存在雜散電感（導(dǎo)線的分布參數(shù)），則高頻工作時容易產(chǎn)生震蕩過壓。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過調(diào)制裝換成與電流調(diào)節(jié)器輸出信號成正比的占空比電平，控制開關(guān)工作達到使電感電流跟蹤整流電壓，從而實現(xiàn)功率因數(shù)校正的目的。一般地講，所有的變流器拓撲，如Buck、Boost、Flybick、Cuck等都可以用作PFC的主電路。與傳統(tǒng)的兩級電路相比，省掉了一個MOSFET,但增加了一個二極管。相應(yīng)地就有許多軟開關(guān)Boost變換器理論的研究，現(xiàn)在較具代表性的有兩種技術(shù)，其中一種是有源吸收技術(shù)，另一種是無源吸收技術(shù)。二是將控制電路的功能融合到整個AC/DC變換器系統(tǒng)中的電路形式。由上述分析可以得出，對于不同的最終應(yīng)用要求和主要的推動因素，PFC電路的選擇會有所不同。電流Icp在Rcp上產(chǎn)生了一個電壓。其目的是使環(huán)路增益（以及瞬態(tài)響應(yīng)）獨立于輸入電壓。（4）升壓式(Boost)簡單電流型控制，PF值高，總諧波畸變因數(shù)(THD)小，效率高，但是輸出電壓高于輸入電壓。（2）系統(tǒng)正常工作時，由于整流二極管的導(dǎo)通角很?。ㄒ话阒挥凶笥遥?，會形成一個幅度很高的窄脈沖，電流波峰因數(shù)高，電流總諧波畸變率通常超過100%，同時還會引起電網(wǎng)電壓波形的畸變。但由于工作在市電工作頻率，電感和電容元件的體積都比較大，因而由它們組成的無源功率因數(shù)校正電路的體積也就可能比較大。（2）是輸入電流正弦化，即（諧波為零），即可以使PF==1。PFC技術(shù)應(yīng)用到新型開關(guān)電源中，已成為新一代開關(guān)電源的主要標志之一。順便說一下。電流脈沖為周期的10%到20%是十分常見的，這意味著脈沖電流應(yīng)為平均電流的5到10倍。如果電流和電壓是正弦波而且同相。 （6）干擾通信系統(tǒng)，降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正常傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。早期的電力電子裝置中大量使用的晶閘管和不控整流二極管都是開關(guān)器件。改善用電設(shè)備功率因數(shù)的工作的重點主要是功率因數(shù)校正電路拓撲結(jié)構(gòu)的研究和功率因數(shù)校正控制集成電路（如UC3842~UC3855A系列,KA7524,TDA4814等）的開發(fā)。整流的方式應(yīng)用最為廣泛，例如家用電器設(shè)備電源供電、不間斷電源UPS、汽車工業(yè)、化工工業(yè)、醫(yī)療、航天等人類社會活動的各個領(lǐng)域之中。根據(jù)參數(shù)，基于PAPICE環(huán)境下對功率因數(shù)前后的電路進行了仿真。（此行文字閱后刪除）摘要摘要近幾十年來，由于大功率電力電子裝置的廣泛使用，使公用電網(wǎng)受到諧波電流和諧波電壓的污染日益嚴重，功率因數(shù)低，電能利用率低。它在傳統(tǒng)的整流電路中加入有源開關(guān)，通過控制有源開關(guān)的通、斷來強迫輸入電流跟隨輸入電壓變化，從而獲得接近正弦波的輸入電流和接近1的功率因數(shù)。功率因數(shù)校正(簡稱PFC)技術(shù)是電力電子技術(shù)的重要組成部分，并已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。功率因數(shù)的高低直接影響著電能質(zhì)量的好壞。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術(shù)指標，伴隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，開關(guān)器件越來越多地