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单相有源功率因数校正电路研究

刘霞  
【摘要】:功率因数校正技术是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的方法,近年来受到了越来越多的关注。本文在论述有源功率因数校正基本原理的基础上,对有源功率因数校正的主电路拓扑及控制方法进行了分析与比较,总结其特点;对无源PFC电路、有源两级PFC电路和有源单级PFC电路进行了分析及性能比较,指出它们分别适用的场合。 通过比较,选择Boost变换器为主电路拓扑,采用UC3854控制器,设计一容量为500W的单相有源功率因数校正电路,给出了具体电路参数的计算。应用非线性优化方法分别对主电路和控制电路的补偿网络进行了优化设计。主电路以总体积最小为优化目标,优化结果表明电路的体积减少了0.5%;电流环以开环穿越频率最大为目标,优化结果表明电流环的稳定性能得到了改善,开关噪声抑制能力明显优于优化前的;电压环以线纹波电压增益最小为目标,优化结果表明电压环的带宽明显减小,纹波抑制能力远远优于优化前的。通过仿真证明了优化设计结果的正确性和有效性。 与常用的PFC电路相比,无直流电压传感器的单相APFC控制电路不需要直流电压传感器和电流传感器,只需检测交流输入电压即可实现对输出电压和输入电流的调节,并可得到稳定的输出电压和与交流输入电压同相位的正弦输入电流波形。电路简单,容易实现,有利于减小体积和成本。对无直流电压传感器的原理进行了详细的分析,并进行了仿真,结果证明了原理电路的可行性。


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