【正文】 ，以高于Vo電壓向電解電容C和負載R供電。電感上作在線形區(qū)而未飽和，寄生電阻為零，電容的等效電阻為零；(3)輸出電容足夠大，紋波小到可以忽略，輸出電壓Vo 可近視為一恒定值；(4)電感電流工作在連續(xù)電流模式。 Boost變換器電路原理圖為了分析穩(wěn)態(tài)特性，簡化推導(dǎo)公式的過程，特作如下的幾點假設(shè)：(1)開關(guān)管S和二極管Diode均為理想元件。本章將具體闡述單周期控制技術(shù)在單相Boost結(jié)構(gòu)APFC中的上作原理，推導(dǎo)出APFC單周期控制方程，給出實現(xiàn)這種控制的主要控制電路及穩(wěn)定條件，為單周期控制理論在實際APFC電路中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。單周期控制技術(shù)則不需要檢測輸入電壓，也不需要乘法器，控制電路簡單。一般說來，單級PFC電路適用于低功率的功率因數(shù)校正電路中，本文中PFC電路的輸出功率要求為300W，比較適合采用單級PFC電路。另外與雙級PFC電路相比，單級PFC電路中儲能電容上的電壓比較高，因此管子上的電壓應(yīng)力也比較高。再次，在雙級PFC變換器中，PFC開關(guān)管承受PFC級的電流，DC/DC變換器的開關(guān)管承受DC/DC級的電流。其次，單級PFC電路儲能電容上的電壓變化范圍比較大，在輸入電壓低的時候，儲能電容上的電壓比較低；在輸入電壓高的時候，儲能電容上的電壓比較高，因此，對于相同的輸出功率等級來說，單級PFC電路中所需的儲能電容比雙級PFC電路要大很多，儲能電容上的電壓應(yīng)力也要大很多。當(dāng)負載變輕時，輸出功率減少，PFC級輸入功率Pin卻沒有這么快的變化。 單級式電路在雙級PFC電路中的輸入電感主要是由輸入電流最大紋波和PFC級的占空比來決定的，而在單級PFC電路中主變壓器不僅是PFC電路的輸入電感，而且還用來儲存能量。DCbusStageStageAC110VVRectifierPFC cellDC/DC cellLoadPFCControlDC/DCControl 雙級式電路 所示，由雙級式合并而成，采用組件移位法或同步切換技術(shù)，在不影響每一級工作的原則下，將功率因數(shù)校正級與輸出穩(wěn)壓級合并為單一切換開關(guān)的電力轉(zhuǎn)換器。但其缺點是增加的開關(guān)管和控制電路增加了成本。后級為DC/DC轉(zhuǎn)換器，用以穩(wěn)定輸出電壓。具有兩個切換開關(guān)，包含兩個獨立的能量轉(zhuǎn)換過程，是兩級電路串聯(lián)而成。另一類則是功率因數(shù)電路串聯(lián)在輸入級和負載中間，稱為串聯(lián)式有源功率因數(shù)校正器，本論文所研制的有源功率因數(shù)校正器即為串聯(lián)式APFC。 有源功率因數(shù)校器有源功率因數(shù)校正器(Active Power Factor Correction)屬于控制電路上的主動式開關(guān)，使輸入電流能跟隨正弦參考電壓波形，而不是一種畸變電流形式。(4)PF值較低，輸入電壓范圍窄，只能提供短的保持時間，而且輸出電流含低頻紋波。(2)電路工作時，電感與電容間有較大的充放電電流，峰值電流較高，對器件要求高且易造成交流電流失真；峰值電流較大使電源效率降低。無源功率因數(shù)校正器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高。低通濾波器型式無源功率因數(shù)校正電路有LC與π型兩種，其原理如下：，如電感性負載或電容性負載時，電源輸入端的電流波形會產(chǎn)生相位差，使得功率因數(shù)降低，此時，可利用電容/電感所具有的電流相位滯后/超前的特性，對電流波形加以補償，減少相位差，從而提高功率因數(shù)。若依使用元件來分類，可分為被動式功率因數(shù)校正和主動式功率因數(shù)校正。一般來說，電源輸出端為得到更好的穩(wěn)壓效果必然加大電容值，所以此方法雖低成本、結(jié)構(gòu)簡單、無需控制，但是一味增加電容值會造成二極管導(dǎo)通的時間變得更短，加上電流只在峰值電壓時才導(dǎo)通，使得輸入電流波形更加尖銳且呈現(xiàn)脈波狀，連帶也提高了諧波成分。在眾多的電子產(chǎn)品中只要是直流輸出的幾乎都會用到橋式整流。 功率因數(shù)校正電路簡介 橋式整流電路傳統(tǒng)的交/。因此PF值為： ()()式中，定義位移系數(shù)(Displacement Power Factor，DPF)為： ()因此，()式可改寫為： ()由()與()式知，PF也可表示為： ()從()式可知，導(dǎo)致功率因數(shù)下降的原因有兩個，一是電源輸入電流is具有諧波成分，使得Is1/Is比值降低，二是電源輸入電流is基波is1與電源輸入電壓vs之間的相位差，相位差越大，cos的值越低。若輸入電壓vs為一標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，則輸入電壓vs為： ()其中，Vs為vs的有效值，為基波頻率，且設(shè)電源電流is無直流成份，則is為： ()其中，ish為第h次諧波，is可進一步表示為： ()其中，Is1為is1的有效值，Ish為ish的有效值，為vs與is1之間的相位差，h為vs與ish之間的相位差，h為h次頻，則is的有效值為： ()其中T為周期，又因： ()其中，與為正整數(shù)，將()代入()化簡可得： ()失真電流成份可由()式求得： ()其有效值為： ()對于畸變非正弦電流波形，通常用總諧波失真(Total Harmonic Distortion，THD)表示其波形扭曲的程度。 功率因數(shù)與總諧波失真系數(shù)的定義由于功率因數(shù)校正器主要的功能是改善功率因數(shù)與總諧波失真系數(shù)，因此在這先定義PF與THD。這促使了各種高性能、低成本的PFC技術(shù)的研究?，F(xiàn)有的有源功率因數(shù)校正技術(shù)給電器設(shè)備帶來的附加成本及其復(fù)雜性極大地限制著這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一個典型的例子就是高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器帶來的過高的成本極大地妨礙了這個產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。單周期控制的單相功率因數(shù)校正技術(shù)，現(xiàn)在己經(jīng)完成了300W的單相Boost功率因數(shù)校正器的實驗樣機的研制與調(diào)試。新的控制策略的應(yīng)用離不開數(shù)字化技術(shù)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能的DSP芯片、專用的矢量轉(zhuǎn)換芯片的不斷涌現(xiàn)，為數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用提供了堅實的硬件基礎(chǔ)，這樣，一些先進的控制方法和技術(shù)，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、多電平整流技術(shù)、空間矢量調(diào)制、無差拍控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、基于魯棒非線性大信號方法控制等都可以應(yīng)用到整流器的控制中，這些方法和技術(shù)的采用將會進一步提高APFC的功率因數(shù)和性能。高功率因數(shù)校正器的研究目前正處于發(fā)展階段，今后的發(fā)展方向是新的拓撲結(jié)構(gòu)和新的控制策略研究。提高功率因數(shù)，實際上就是抑制在電網(wǎng)中的抑制諧波電流分量，諧波分量的產(chǎn)生的主要原因是開關(guān)電子器件在使用時，使電路中電流的波形發(fā)生改變，變成脈沖狀，在電路中出現(xiàn)0功率時段，降低了電能的利用效率，也會使通訊設(shè)備產(chǎn)生誤動作，是故采用有源功率因數(shù)校正的方法，達到校正電流波形，減少諧波分量，提高功率的目的。為了減少諧波危害，國際電工委員會（IEC）也制定了許多關(guān)于電磁兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)。諧波的治理的意義還在于其對電子技術(shù)的自身發(fā)展的影響，因為電力電子設(shè)備所產(chǎn)生的諧波污染已阻礙了電力電子技術(shù)的發(fā)展，這迫使電力電子領(lǐng)域的研究人員對電力諧波經(jīng)行研究并尋求治理的方法。非常適合用在功率因數(shù)校正(PFC)電路中。它具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)速度快，控制性能不受電源參數(shù)變化影響等優(yōu)點。因為無源功率因數(shù)校正它的效率只有70%左右，有源功率因數(shù)校正可達到99%以上，所以本系統(tǒng)采用有源功率因數(shù)校正來提高用電效率，在用電設(shè)備中普遍使用單周期PFC技術(shù)來提高功率因數(shù)、提高效率，減少電源整機成本，廣泛應(yīng)用于計算機，家電的穩(wěn)壓電源部分，對于提高產(chǎn)品的競爭力具有十分重要的意義。提高功率因數(shù)，開發(fā)新型高功率因數(shù)變流器是節(jié)省能源、提高電能質(zhì)量、保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。由于單周期控制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)速度快，控制性能不受電源參數(shù)變化影響等優(yōu)點故得到廣泛應(yīng)用。國際電工委與之相關(guān)的電磁兼容法規(guī)對電器設(shè)備的各次諧波都做出了限制性的要求，世界各國尤其是發(fā)達國家已開始實施這一標(biāo)準(zhǔn)。如對發(fā)電機和變壓器產(chǎn)生附加功率損耗，對繼電器、自動保護裝置、電子計算機及通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾而造成誤動作或計算誤差。功率因數(shù)低的電器設(shè)備，不僅不利于電網(wǎng)傳輸功率的充分利用，而且往往這些電器設(shè)備的輸入電流諧波含量較高。 onecycle control。 APFC。包括主回路中高頻輸入電容、Boost升壓電感、輸出電容，以及控制電路中輸出電壓分壓電阻、過壓保護分壓電阻、頻率設(shè)定等若干參數(shù)的設(shè)計。(3)分析基于IR1150的有源功率因數(shù)校正器的特點和其硬件電路的設(shè)計。主要內(nèi)容為：(1)枚舉各類功率因數(shù)校正器，包括其優(yōu)點、缺點及應(yīng)用范圍。本論文提出的單周期控制有源功率因數(shù)校正器具有以下優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)簡單；(2)控制精度高；(3)響應(yīng)速度快；(4)控制性能不受電源參數(shù)變化。 14～15周：整理資料、撰寫論文。4～7周：確定系統(tǒng)功能，論證總體方案，確定關(guān)鍵部件的型號，并對部分電路進行實驗。 （2）掌握AC/DC變流器和有源功率因數(shù)校正器的原理。 技術(shù)指標(biāo)： 輸入：交流220V177。 (論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）主要內(nèi)容：掌握AC/DC變流器和有源功率因數(shù)校正器的原理。隨著這些標(biāo)準(zhǔn)的強制執(zhí)行，PFC技術(shù)勢在必行。本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目： 300W功率因數(shù)校正器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書（論文）題目： 300W功率因數(shù)校正器設(shè)計 ： 提高功率因數(shù)，開發(fā)新型高功率因數(shù)變流器是節(jié)省能源、提高電能質(zhì)量、保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。針對諧波污染，國際上已制定了各種相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，以限制諧波的危害，凈化電磁環(huán)境。在用電設(shè)備中采用PFC技術(shù)來提高功率因數(shù)、提高效率，可以減少電源整機成本，提高可靠性，對于提高產(chǎn)品的競爭力既有十分重要的意義。設(shè)計單周期控制的1KW功率因數(shù)校正器硬件系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)調(diào)試方法，使系統(tǒng)達到設(shè)計要求。10％； 輸出：380V直流；