【正文】 ⑤電容Ccp:令電流誤差放大器極點(diǎn)頻率則 （4—32）（2）.電壓環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)①輸出紋波電壓: （4—33）②放大器的輸出紋波電壓和增益輸出紋波電壓必須衰減到電壓誤差放大器輸出所允許的紋波電壓。 （4—22）⑤RMO的選擇:乘法器的輸出電流IMO不能大于2IAC。(1)峰值電流過載值: 選 （4—10） (2)檢測(cè)電壓過載值: （4—11）(3)分壓電阻: （4—12）3 乘法器的設(shè)置（1）.前饋分壓電路隨著輸入電壓有效值URMS的增加，系統(tǒng)增益按照URMS的平方增加，這將使電壓環(huán)的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。在電流調(diào)節(jié)器的作用下，輸入電流跟蹤輸入電壓呈正弦波形，且與輸入電壓同相?？刂菩酒x用成本較低、校正效果明顯的UC3854控制器。 Cr、Cs、Lr及VDVDVD3Cs的值一般小于10nf,而Cr的值是Cs的20倍以上。 主電路參數(shù)設(shè)置本題目的技術(shù)指標(biāo)：（1）額定輸出功率Po：1000W（2）交流輸入電壓范圍：160V AC～264V AC（3）電網(wǎng)頻率范圍：50177。升壓PWM調(diào)節(jié)器輸出級(jí)由圖騰柱式功率MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。在軟啟動(dòng)電容作用下，電壓調(diào)節(jié)放大器的基準(zhǔn)電壓逐步上升，PWM占空比也逐漸增大。同時(shí)外接反饋網(wǎng)絡(luò)。為提高基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性，需在Vref和Gnd之間外接一電容。當(dāng)電壓誤差放大器的輸出低于1V時(shí)， ，并通過一8KΩ電阻接地。也是電流誤差放大器的非反響輸入端。需要的時(shí)候，電流誤差放大器的輸出信號(hào)可以接近地電位，以實(shí)現(xiàn)零占空比。另外由于該端還與振蕩器定時(shí)電容相連構(gòu)成放電回路，因此該端與定時(shí)電容之間的引線應(yīng)盡可能短。振蕩器（OSC）：振蕩器的振蕩頻率由14腳和12腳外接電容和電阻決定，只有建立基準(zhǔn)電壓后，振蕩器才開始震蕩。當(dāng)電源電壓低于1V時(shí)，基準(zhǔn)電壓中斷，振蕩器停振，輸出級(jí)被鎖死。（6）乘法器/除法器性能進(jìn)一步提高。電流有效值小，EMI小3 輸入電流失真小滯環(huán)電流控制法的主要不足是：1 非恒頻控制，對(duì)噪聲較敏感 UC3854A簡(jiǎn)介UC3854A是一種高功率因數(shù)校正器(或稱預(yù)調(diào)器)集成控制電路芯片。相比之下補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的加入相對(duì)容易些。電流有效值小，EMI小3 控制易于實(shí)現(xiàn)4 可實(shí)現(xiàn)快速電流保護(hù)，由于開關(guān)電流的峰值就是電感電流的峰值，故可以用開關(guān)電流檢測(cè)值實(shí)現(xiàn)控制峰值電流控制法的主要不足是：1 電感電流峰值與高頻狀態(tài)空間平均值之間的誤差在一定條件下相當(dāng)大，以至于無法滿足低諧波含量的要求2 另外峰值電流控制法對(duì)噪聲相當(dāng)敏感，這會(huì)對(duì)控制效果造成影響可以實(shí)現(xiàn)峰值電流控制的IC有ML481ML481TK8481TK84819等。這樣在控制上就保證了電感電流的峰值不超過給定的電流指令。 Boost型有源功率因數(shù)校正的控制方法 對(duì)于圖31的拓?fù)洹?. 器件承受的電壓不高于輸出電壓。圖31 Boost型PFC電路原理圖PFC的工作原理如下：主電路的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓比較后，送給電壓誤差放大器，然后以整流電壓的檢測(cè)值作為調(diào)制信號(hào)，與電壓誤差放大器的輸出電壓信號(hào)共同加到乘法器進(jìn)行調(diào)制，其輸出值作為控制電感電流的給定信號(hào)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)蓬勃發(fā)展，平均電流型有源功率因數(shù)校正技術(shù)適用于大功率，成為工業(yè)設(shè)計(jì)中首選方式。優(yōu)點(diǎn)是定頻控制，功率因數(shù)較高；缺點(diǎn)是要檢測(cè)電感電流，控制器外圍參數(shù)設(shè)置和選擇較為復(fù)雜。在我國如果僅考慮單相輸入且最高電壓為270V，則該母線電壓就須設(shè)置為385V～400V。 圖25. 平均電流模式控制電路圖 APFC控制電路硬件的發(fā)展趨勢(shì)APFC控制電路的硬件形式正向兩個(gè)方向發(fā)展，一是用于APFC的集成控制電路的研發(fā)，國外有多家公司生產(chǎn)用于APFC的專用集成控制器。PWM控制器模塊的任務(wù)是使平均輸入電流與參考匹配。電流放大器是電流信號(hào)的積分器和誤差放大器。此信號(hào)Vi 是輸入電壓Vin 進(jìn)行幅度變換后的復(fù)制品，由電壓誤差信號(hào)除以輸入電壓的平方得到（經(jīng)過Cf 濾波，使得它成為和輸入幅度成正比的變換系數(shù)）。（3）反激式。最后，未穩(wěn)壓的電壓會(huì)提高PFC段后直流直流轉(zhuǎn)換器的成本，并降低其效率。無源功率因數(shù)采用的無源元件多為由電感和電容組成的低通、帶通濾波器，工作在交流輸入市電的工作頻率（5060Hz），將輸入電流波形進(jìn)行相移和整形。此時(shí)誤差電壓信號(hào)的調(diào)變是由整流后的交流電壓和輸出電壓的變化來控制的，最后誤差電壓信號(hào)回饋至PWM控制器，也就是說，當(dāng)交流電壓較高時(shí)，PFC電路就從交流電源吸取較多的功率；反之，若交流電壓較低，則吸取較少的功率，如此可以抑制交流電流諧波產(chǎn)生。同時(shí)，γ值低，則表示輸入電流諧波分量大，將造成輸入電流波形畸變，對(duì)電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對(duì)三相四線制供電，還會(huì)造成中線電位偏移，致使用電電器設(shè)備損壞。注意到幾乎沒有偶次諧波，這是波形對(duì)稱的結(jié)果。在這種情況下，只在輸入波形的各峰值處從輸入端吸收電流，而且電流脈沖必須包含足夠的能量，以便在下一個(gè)峰值到來之前能維持負(fù)載電壓。仿真分析平均電流型Boost功率因數(shù)校正電路。 （4）使繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及許多用電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷?dòng)作或操作。其實(shí)諧波污染和由諧波引起的功率因數(shù)降低等問題早就存在，只不過由于當(dāng)時(shí)開關(guān)器件使用的相對(duì)較少，對(duì)諧波危害尚無深刻認(rèn)識(shí)，在很長時(shí)間里并沒有引起人們的足夠重視。由于環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展的觀念已深入人心，高效率、高品質(zhì)、無污染地使用電能，已經(jīng)成為當(dāng)今世界范圍內(nèi)的潮流，因此功率因數(shù)校正技術(shù)成為當(dāng)今功率電子技術(shù)領(lǐng)域中的前沿和熱點(diǎn)。電能的主要變換電路形式有ACDC、DCDC、DCAC和ACAC四大類。本文在參閱國內(nèi)為大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜合了近年來國內(nèi)外功率因數(shù)校正的發(fā)展?fàn)顩r，簡(jiǎn)要分析了無源功率因數(shù)與有源功率因數(shù)的優(yōu)﹑缺點(diǎn)，并詳細(xì)分析了有源功率因數(shù)校正的基本原理和控制方法，選擇BOOST變換器為主電路拓?fù)?，采用平均電流控制的UC3854A控制器。3. 仿真分析平均電流型Boost功率因數(shù)校正電路。2. 掌握Boost型功率因數(shù)校正電路的工作原理及其典型控制策略。許多控制策略運(yùn)用于PFC電路中，如平均電流控制﹑峰值電流控制﹑滯環(huán)控制等。電力能源在人們生產(chǎn)生活中的作用越來越重要，各種各樣的用電設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生，然而大多數(shù)的用電設(shè)備不是直接使用通用的交流電網(wǎng)提供的交流電作為直接的供電能源，而是通過一定的形式對(duì)其進(jìn)行電壓電流的變換，從而得到各自所需的電能形式。為了消除諧波污染、改善裝置的功率因數(shù)，功率因數(shù)校正技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。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(qiáng)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)本文研究的主要內(nèi)容是BOOST型功率因數(shù)校正電路及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用以改善系統(tǒng)的功率因數(shù)，核心還是在如何提高系統(tǒng)功率因數(shù)。（3）使電氣設(shè)備（如變壓器、電容器、電機(jī)等）運(yùn)行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命。掌握Boost型功率因數(shù)校正電路的工作原理及其典型控制策略。輸入電路通常由半波或全波整流器及其后面的儲(chǔ)能電容器組成，該電容器能夠?qū)㈦妷壕S持在接近于輸入正弦波峰值電壓值處，直至下一個(gè)峰值到來時(shí)對(duì)電容再進(jìn)行充電?；ǎㄔ诒纠袨?0 Hz）以100%的參考幅度顯示，而高次諧波的幅度則顯示為基波幅度的百分比。cosφ低，則表示用電電器設(shè)備的無功功率大，設(shè)備利用率低，導(dǎo)線、變壓器繞組損耗大。PFC電路也是利用這個(gè)方法，但是加入了一個(gè)更先進(jìn)的元件，使得來自交流電源的電流是一個(gè)正弦波并與交流電壓同相位。本文主要討論有源功率因數(shù)校正方法。增加該開關(guān)會(huì)增大因操作者錯(cuò)誤（比如開關(guān)位置選擇錯(cuò)誤）而給電器/系統(tǒng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。須用二個(gè)功率開關(guān)管，有一個(gè)功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)浮動(dòng)，電路復(fù)雜，較少采用。升壓轉(zhuǎn)換器由一個(gè)根據(jù)電流命令信號(hào)Vi 對(duì)電感電流（轉(zhuǎn)換器的輸入電流）進(jìn)行整形的平均電流模式脈沖寬度調(diào)制器(PWM)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于一個(gè)PFC控制器，Icp由低頻直流環(huán)路誤差放大器產(chǎn)生。乘法器的交流參考信號(hào)輸出(Vi)表示了圖3中的PFC轉(zhuǎn)換器的輸入電流波形、相位和比例系數(shù)。許多新興的解決方案使用了成熟拓?fù)涞淖冃?，一些真正?chuàng)新的技術(shù)也已涌現(xiàn)。因?yàn)樵贐oost電路中輸出電壓比輸入電壓高，所以最低的中間母線電壓也必須大于最高輸入電壓的峰值，這是由電網(wǎng)電壓的范圍決定的。這種技術(shù)的電壓環(huán)帶寬控制在20Hz以下，電流環(huán)則要求足夠快的以滿足不失真和低諧波的要求。依據(jù)目前三相PFC技術(shù)的發(fā)展情況，在今后幾年三相PFC技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)問題將主要集中在幾個(gè)方面：新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的提出；新的控制方法；將其他開關(guān)電路組合到三相PFC電路中；研究磁放大式PFC技術(shù)；軟開關(guān)技術(shù)。它是在不控整流橋之后接Boost（DC/DC）變換器電路構(gòu)成。3. 開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)容易（其源級(jí)參考點(diǎn)與電源零是一點(diǎn)）。其實(shí)在其它拓?fù)渲幸泊嬖谝蚍植紖?shù)導(dǎo)致的特殊問題，必須具體問題具體分析。電壓環(huán)的構(gòu)成與圖31沒有區(qū)別，電流環(huán)的反饋電流取自電感電流，但開關(guān)的控制電平到低取決于電感電流峰值是否達(dá)到電流給定值。峰值電流控制發(fā)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1 恒頻控制2 電流連續(xù)，開關(guān)電流定額小。反映在峰值電流控制系統(tǒng)中是需要加入斜坡補(bǔ)償函數(shù)，反映在平均電流控制中則是需要對(duì)電流環(huán)加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。 圖34 滯環(huán)電流控制法的Boost型PFC電路原理圖滯環(huán)電流控制法的主要優(yōu)點(diǎn)是：1 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單2 電流連續(xù)，開關(guān)電流定額小。（5）啟動(dòng)電流進(jìn)一步降低，僅為300uA?，F(xiàn)對(duì)UC3854內(nèi)部的各個(gè)功能模塊介紹如下：欠壓封鎖比較器（UVLC）：電源電壓高于16V時(shí)，基準(zhǔn)電壓建立，振蕩器開始震蕩，輸出級(jí)輸出PWM脈沖。加到電流誤差放大器的輸入端，誤差信號(hào)經(jīng)放大后，加到PWM比較器，與振蕩器的鋸齒波電壓比較，調(diào)整輸出脈沖的寬度。實(shí)際應(yīng)用中，Vcc和REF與該段之間接旁路電容。該端對(duì)線電流進(jìn)行檢測(cè)，生成相應(yīng)的PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流波形的校正。（5）Mult Out乘法器輸出端。這意味著，跨接在電壓誤差放大器上的大容量反饋電容，在控制器被瞬間禁止的周期內(nèi)仍將保持充電狀態(tài)。當(dāng)Vcc上的電壓過低或ENA為低電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓輸出端被禁止。該端是電壓誤差放大器的反相輸入端，通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與前置變換器輸出端相連。如果SS上的電壓低于REF上的基準(zhǔn)電壓，SS將作為電壓誤差放大器的基準(zhǔn)輸入。（16）GT Drv 柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。第4章 仿真Boost型功率因數(shù)校正電路上張我們?cè)敿?xì)分析了各種類型的Boost型功率因數(shù)校正電路，下面我們就對(duì)平均電流型Boost型功率因數(shù)校正電路電路分別加以仿真和分析。輸出電流Io=Po/Uo=，選取定額8A/1200V的快恢復(fù)二極管。所以從實(shí)用性角度考慮，本設(shè)計(jì)采用平均電流型控制方法?？刂齐娐啡缦聢D，核心是電流調(diào)節(jié)器，由線性乘法器、電流誤差放大器和PWM比較器組成。該功能是由RPK1和RPK2組成的分壓器和峰值電流限制比較器來完成的。 （4—21）④偏置電阻RB1:RB1與RVAC組成分壓器，補(bǔ)償零點(diǎn)失真。這個(gè)斜率乘以電流誤差放大器在開關(guān)頻率時(shí)的增，益，等于振蕩器輸出斜坡電壓的斜率。推導(dǎo)其傳遞函數(shù),如下所示: ， (注:“”為并聯(lián)運(yùn)算符,其含義為“上乘下加”,下同)。這樣就構(gòu)建以運(yùn)算放大器為核心的功率因數(shù)控制器的模型。這樣功率因數(shù)校正不但使得功率因數(shù)得到了很大提高，同時(shí)也降低了電流諧波，減少了因使用電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)造成的污染。功率因數(shù)的校正是一個(gè)值得我們深入研究的領(lǐng)域，通過這篇文章研究發(fā)現(xiàn)，有源功率因數(shù)的校正還是很有研究?jī)r(jià)值的，雖然有源功率因數(shù)校正電路相對(duì)于無源功率因數(shù)校正技術(shù)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜很多，但是，通過深入的研究電路元件參數(shù)和電路主體的關(guān)系，我們能夠得到非常理想的功率因數(shù)校正目標(biāo)是有源功率因數(shù)校正中的平均電流型Boost功率因數(shù)校正電路。隨著對(duì)用電設(shè)備性能指標(biāo)要求的不斷提高，這一技術(shù)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 電力電子裝置中,開關(guān)電源以其效率高，功率密度高而在電源領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位。四、研究工作進(jìn)度 第1 ～ 4周 查閱資料，閱讀文獻(xiàn) 第5 ～ 8周 確定方案，設(shè)計(jì)電路第 9～12 周 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 第13～16 周 進(jìn)行仿真，驗(yàn)證可行性第17～18周 撰寫論文，準(zhǔn)備答辯五、主要參考文獻(xiàn)1 鄭穎楠. 2 王兆安, （第四版）.機(jī)械工業(yè)出版社，20043 侯云海,薛鵬,王輝,盧秀和. 新式電感型非線性阻抗變換整流電路. 通信電源技術(shù), 2004年6月25日第21卷第3期4 魏艷君. 電力電子電路仿真, 燕山大學(xué) 5 劉跟平、湯永德、王國君、侯云海. 基于電感非線性阻抗變換的一種（自然科學(xué)版）, 2008年7月第28期增刊 6 路秋生. ，7 盧秀和、白羽、候云海、韓順杰. 非線性阻抗變換式斬波電路. 通信電源技術(shù)， 2003年12月第6期8 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