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CH高频开关电源续实用会计学第1页/共74页功率因数PF (Power Factor )主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。PF是电气设备的一项重要技术指标在欧盟销售功率大于75KW的电气设备需满足欧洲技术标准EN6100-3-2(IEC 61000-3-2)功率因数校正PFC（Power Factor Correction）CCC认证：都必须增加PFC电路。1，功率因数的定义第2页/共74页功率因数PF（Power Factor）是指交流输入有功功率P与视在功率S的比值。g ：电流的波形失真系数（基波因数）。 IRMS：电网电流有效值 I1：基波电流有效值 U1：电网电压有效值 cosj：基波电流与基波电压的相移因数第3页/共74页影响PF的两个因数：Cosj ：相移j 与用电设备无功功率有关 g ：与谐波电流有关控制输入谐波电流有助于改善电路的功率因数、减小对电网的谐波污染uot1t2ti1t1t2t第4页/共74页一般整流滤波电路存在问题i1+u1CUo1，使用非线性元件，产生大量谐波电流2，启动时产生浪涌冲击电流，是正常电流的数十倍3，导通角小，形成窄脉冲电流，总谐波失真大i1Lu1C+Uo第5页/共74页2，提高功率因数的主要方法无源滤波器－无源功率因数校正PPFC：一般采用无源器件L、C组成低通滤波器，将交流输入电流进行相移、整形以提高功率因数。无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8；电路简单，但体积大（工频）第6页/共74页电力有源滤波器APF(Active Power Filtter)APF利用电力电子逆变器和反馈技术，实时向电网提供负载电流所需的谐波，补偿电网输入电流使之接近正弦波。APF的功率一般较大i1i2DC/DCUou1RL控制器 第7页/共74页有源功率因数校正APFC（Power Factor Correction） 在整流器和负载间接入PFC转换器(DC/DC)，利用控制电路强迫输入电流跟踪输入电压波形，即使输入电流正弦化（THD低），并与输入电压同步j）2个控制环：输入电流控制输出电压控制i1i2DC/DCUou1RL控制器第8页/共74页APFC高于0.99的线路功率因数，并具有低损耗和高可靠等优点；有源PFC电路可用作辅助电源，而不再需要辅助电源变压器；输出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压；有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz（工频2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。i1LVDUou1CSRLu2R0i2PWMXiREFUe-+A-+UREF3，有源功率因数校正电路的分类第9页/共74页按DC/DC电路结构分：降压式升/降压式反激式升压式常用特点：输入回路的电感适合于电流控制；在输入电压范围内能保持高PF；开关管电压不超过输出电压；开关管与输出共地，控制、驱动简单。APFC分类第10页/共74页按输入电流的控制原理分：平均电流型工作频率固定，输入电流连续滞环电流型电流被控制在滞后带内，工作频率可变，峰值电流型工作频率可变，电流不连续电压控制型工作频率固定，电流不连续i1i2LVDu1Cu1UoSu2RLu2i2比较放大PWMUREF4，有源功率因数校正电路工作原理第11页/共74页电压控制，电流断续型(DCM) Boost PFCTipi2tont第12页/共74页DCM特点:控制电路简单；不需检测电流恒开关频率；但开关管和电感的峰值电流大；适用于小功率、对功率因数要求不高的场合i1LVDUou1u1CSRLu2RSu2i2PWMiREFXiREFUe-+A-+i2UREF产生正比于正弦电压的电流源稳定输出电压i1有源功率因数校正电路工作原理第13页/共74页L：适用于电流型控制C移至输出端：保持u2正弦波形；稳压电流控制，电流连续型DCM乘法器的作用：C-+第14页/共74页采用滞环电流控制技术的APFCi1LVDUou1SRLu2RSi2电流控制器XiREFUeAUREF第15页/共74页特点:功率因数高;工作在电感电流连续状态,功率开关电流额定小;易于实现但控制电路复杂,需检测电流变开关频率,输出滤波较复杂u1i2电流控制器控制SiREFiHi2iL电流控制器根据iREF设定iH和 iL，i2与 iH和 iL比较，控制开关管的通/断。C+--+第16页/共74页采用恒频峰值电流控制技术的APFCi1LVDiDUou1RLu2电流取样信号来自功率管的漏极电流电流检测与变换驱动控制iD的峰值D触发器QRCP时钟发生器iREFAXUREFUe第17页/共74页iREF电流波形iD特点:恒开关频率,滤波简单;跟踪法，易于实现但难以实现外部谐波补偿;电源电压过零