4 电路仿真及调试 21

4。1 APFC 电路建模 21

4。2 仿真结果分析 21

4。3 调试结果 24

4。4 本章小结 26

结 论 27

致 谢 28

参 考 文 献 29

1 引言

1。1 研究背景

一般来说，输入源为交流的网络想要对后续单元进行电压供给必须经过 AD/DC 转换模块， 需要对交流电源进行整流，并在整流后的输出端接一个大电容来得到满意的直流电压。由于 电路中有非线性器件和储能原件，且输入部分正弦波，因此输入电流会发现严重畸变，出现 断续的尖峰状。这种畸变的非正弦电流会对电网造成严重污染，导致输入端功率因数降低。 

为了降低电力电子器件对电网的危害，国外很多国家已经制定出了一系列限制电流谐波 的标准，比如 1982 年制定的 IEC555-2 标准，1998 年修正了该标准并推出 IEC61000-3-2 标准。 在国外的启发下，我国也陆续推出了 GB/T14549-93 及 GB17625。1-1998 两项标准。这些标准 都要求采取一定措施限制电流谐波从而提高功率因数。论文网

直流母线 输出电压 输入电流

直流母线输出电压 输入电流

图 1。1 有无 PFC 时输入电压、电流典型波形对比

为了让电流谐波符合要求从而提高系统的功率因数，必须消除谐波污染，为了解决这个 问题，功率因数校正技术（PFC）应运而生。图 1-1 是有无功率因数校正技术（PFC）的电压、 电流波形区别。 

1。2 PFC 技术的分类和发展历史

功率因数校正技术（PFC）可以分为有源功率因数校正（APFC）和无源功率因数校正（PPFC） 两大类[1]。有源功率因数校正电路中，多采用有源器件，所以称为有源功率因数校正；无源 功率因数校正电路中，通常采用无源器件，如电感、电容、电阻等。 

1。2。1 无源功率因数校正

无源功率因数校正技术（PPFC）电路中主要由无源器件组成，多为利用电容、电感组成 的 LC 电路来消除谐波，改善功率因数。无源功率因数校正（PPFC）可以改善功率因数至 0。7-0。8，由于成本较低，这项技术广泛应用于小功率电路中，但是相比于有源功率因数校正 技术，对电流谐波的改善效果较差。 

1。2。2 有源功率因数校正

有源功率因数校正技术（APFC）比无源功率因数校正技术改善效果更佳，主要原因在于 有源功率因数校正技术电路中采用了控制电路，使得输入电流跟随输入电压，电流波形呈正 弦波，从而可以达到消除谐波，提高功率因数的目的[2]。

1。2。3 APFC 技术发展历史

对于 APFC 的研究主要是研究电路的拓扑方案和控制策略，APFC 技术最早开始于电感 电流连续模式(Continuous Current Mode, CCM)，此模式有着功率因数高、开关电流小的优点， 在上世纪 80 年代得到广泛应用。但由于结构和控制方法复杂且成本较高，到了 80 年代后期， 逐渐被另一种模式取代，即电流断续模式(Discontinuous Current Mode, DCM)，这个模式的控 制电路简单，成本低，但是开关管的损耗较大，所以一般适用于成本低、功率小的场合。到 了 90 年代处，一种新的模式被提出—临界导电模式(Critical Conduction Mode, CRM)，这种模 式结合了 CCM 和 DCM 模式的优点，唯一的不足时在电路工组过程中，开关管的频率会一直 变化。