功率因素校正(PFC)電路-PFC的工作原理課件

功率因素校正（PFC）電路PFC的工作原理常用的PFC控制方法Boost（升壓電路）工作原理BoostCCM的三種工作模式Boost電感的基本計算步驟設(shè)計PFC電感實例PFC的工作原理

功率因數(shù)校正(PowerFactorCorrection)即PFC是十幾年電源技術(shù)進(jìn)步的最大的領(lǐng)域，它的基本原理是：（1）電源輸入電流實現(xiàn)正弦波，減少諧波失真（2）保證電流相位與輸入電壓相位同相位，PF=1。PFC的工作原理

功率因數(shù)定義：（1）交流電源輸入有功功率與其視在功率之比。電力電子中常用，（2）若交流輸入電壓為無畸變的正弦波，則只有輸入中的基波電流形成有功功率。由于功率傳輸只在基波頻率上發(fā)生，開關(guān)變換器的輸入整流電路中含有大量不能傳遞功率的高次諧波。在真正意義上，電源輸入端存在的是電流的諧波失真，通?？梢杂媒频墓β室驍?shù)來代替?？傊C波失真THD-TotalHarmonicDistortionPFC的工作原理

在電源中功率因數(shù)與失真度的關(guān)系問題：為何需要功率因數(shù)校正，對電源有何好處？能源之星及各國家、地區(qū)準(zhǔn)入認(rèn)證要求，除此之外？諧波的存在會降低供電線路的利用率，這與變換器的效率并非一個概念；例如，一個有效電流為12A的220Vac供電網(wǎng)絡(luò)，如果開關(guān)變換器的PF為0.65，假定變換器的效率為85%，則在12A電流下，最大輸出1458W功率。如果功率因數(shù)為0.98，效率降低到80%，那么供電網(wǎng)絡(luò)能提供2069W的輸出功率。功率因數(shù)的提高可節(jié)省發(fā)電，傳輸?shù)墓β?，與電源效率是兩個概念,反而增加電源成本，降低效率PFC的工作原理

電壓電流波形增加PFC電路后的波形沒有PFC電路的電流和電壓波形無源PFC常用PFC電路1）無源PFC在整流橋與電容之間接入一個濾波電感或者在輸入端增加LC濾波器無源PFC基本原理：采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間減小相位差來提高功率因數(shù)，被動式PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達(dá)到0.7--0.8，因此其效率也比較低，發(fā)熱量也比較大。無源PFC250W被動式PFCPC電源無源PFC被動式PFC電感有源PFC2.2）有源PFC常用BOOSTPFC，通常有三種工作模式連續(xù)模式（CCM）ContinuousCurrentMode典型芯片：UC3854,L4981，ICE3PCS02,ICE2PCS01G有源PFC臨界模式（CRM,BCM）典型芯片：L6561,UCC28051 CRM:CriticalConductionModeBCM:BoundaryConductionMode斷續(xù)模式（DCM）DiscontinuousCurrentMode有源PFC三種工作模態(tài)的比對有源PFC&CCM控制方式峰值電流控制滯環(huán)控制方法平均電流控制2.1）連續(xù)模式的控制方式（CCM)適用大功率場合，300W以上有源PFC，BCM開關(guān)頻率可變，峰值處最低,EMI150K較差，大電容的紋波電流大CRM特點可獲得單位功率因數(shù)1適用中小功率場合，<200W導(dǎo)通時間固定電感電流始終處于CRM模式2.2）臨界模式（BCM)有源PFC，DCM

1、占空比近似不變時電感電流的峰值與輸入電壓成正比。2、輸入電流波形自然跟隨輸入電壓波形3、代價：功率管峰值電流大，大電容的紋波電流大2.3）斷續(xù)模式（DCM)BOOST電路的工作模式從CCM到CRM和DCM的電流變化波形BOOST電路拓?fù)潆娏鬟B續(xù)模式（CCM）BOOST電路拓?fù)銪OOST電路拓?fù)?）當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通,電源Ui對電感L充電儲能,同時電容C對負(fù)載R放電，二極管承受反向電壓。2）當(dāng)開關(guān)管S關(guān)斷時,由于電感L中的電流不能突變,將繼續(xù)有電流流過,電感L上的感應(yīng)電勢UL與輸入電壓Ui串聯(lián)通過二極管D對輸出電容C充電.BOOST電感的設(shè)計步驟1）基于已知參數(shù)先求出周期：2）最大的占空比的計算：3）設(shè)定初始的紋波電流：4）確定電感量：BOOST電感的設(shè)計步驟5）選定磁芯尺寸基于AP法則：6）根據(jù)已知的電感量求出繞組匝數(shù)：7）計算交流磁通密度：8）計算磁場強度：9）根據(jù)磁場強度查找