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單級(jí)功率因數(shù)校正電路實(shí)用性的分析
摘要：針對(duì)電網(wǎng)對(duì)電源功率因數(shù)和諧波含量的要求，單級(jí)功率因數(shù)校正電路已經(jīng)是電力電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)單級(jí)功率因數(shù)校正電路進(jìn)行了分析，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)在的輸入電流的諧波標(biāo)準(zhǔn)，分析了單級(jí)功率因數(shù)校正電路的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：功率因數(shù)校正；單級(jí)功率因數(shù)校正；實(shí)用性
引言
為了減少諧波對(duì)交流電網(wǎng)的污染，國(guó)內(nèi)外都制訂了限制電流諧波的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此，功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)已成為電力電子領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。隨著電力質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，PFC變換器被越來(lái)越多地應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、變頻調(diào)速器和熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器中。近幾年來(lái)，隨著相關(guān)技術(shù)和各種控制策略的發(fā)展，PFC技術(shù)已得到大量研究。PFC電路根據(jù)工作方式可分為兩大類(lèi)，即無(wú)源PFC電路和有源PFC電路。有源PFC電路根據(jù)變換級(jí)數(shù)可以分為單級(jí)PFC電路和多級(jí)PFC電路。近年來(lái)，單級(jí)PFC電路得到廣泛的關(guān)注，對(duì)它的研究也越來(lái)越熱了，但是，在工業(yè)上它還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
通常，通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)判斷一個(gè)功率因數(shù)校正拓?fù)涞膬?yōu)劣：
--功率因數(shù)的高低；
--輸入電流波形畸變的大��；
--效率和功率密度的高低；
--開(kāi)關(guān)管應(yīng)力的大小。
單級(jí)功率因數(shù)校正將PFC級(jí)和DC/DC級(jí)組合在一起，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的整形和對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)，但與兩級(jí)方案相比，它只調(diào)節(jié)輸出電壓，保證輸出電壓的穩(wěn)定，而對(duì)輸入電流沒(méi)有進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓輸入電流自動(dòng)跟蹤輸入電壓，因此，單級(jí)PFC電路的效果比較差。本文根據(jù)現(xiàn)在國(guó)際上的電流諧波標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)單級(jí)PFC電路在工業(yè)上能否被廣泛應(yīng)用進(jìn)行了分析。
1 單級(jí)PFC電路的分析
圖1是單級(jí)PFC的通用結(jié)構(gòu)。不像兩級(jí)PFC，單級(jí)PFC中使PFC級(jí)和DC/DC級(jí)共用一個(gè)開(kāi)關(guān)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入電流波形的整形和輸出電壓的快速調(diào)節(jié)，輸入輸出的隔離。由于控制電路只負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)輸出電壓，在穩(wěn)態(tài)時(shí)占空比（D）幾乎是個(gè)恒定值，所以，單級(jí)PFC要求輸入電流能夠自動(dòng)跟隨輸入電壓，圖2為單級(jí)PFC的輸入電壓、電流波形和占空比波形。
1.1 儲(chǔ)能電容的比較
在單級(jí)PFC中，由于DC/DC級(jí)工作在CCM，占空比不隨負(fù)載變化。當(dāng)負(fù)載變輕時(shí)，輸出功率減少，PFC級(jí)輸入功率Pin卻沒(méi)有這么快的變化。這樣，充入儲(chǔ)能電容的能量大于從儲(chǔ)能電容抽走的能量，導(dǎo)致儲(chǔ)能電容電壓上升，如果輸入具有較少的阻抗，VB會(huì)急劇上升以維持輸入功率和輸出功率的平衡。另外,單級(jí)PFC電路儲(chǔ)能電容上的電壓變化范圍比較大，在輸入電壓低的時(shí)候，儲(chǔ)能電容上的電壓比較低；在輸入電壓高的時(shí)候，儲(chǔ)能電容上的電壓比較高，因此，對(duì)于相同
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