电力电子变换器功率因数校正技术现状及趋势

本文简要分析了电力电子设备功率因数低的主要原因；分别介绍了单相功率因数校正技术(包括传统的PPFC、填谷方式：PPFC、电荷泵式PPFC、两级APFC和单级APFC)和三相功率因数校正技术(包括单相PFC、组合式三相PFC电路、单开关PFC电路和六开关PFC电路)的电路原理、特点，并给出了应用电路；最后展望了功率因数校正技术的发展前景。     

电荷泵式PFC双管正激变换器

分析了电荷泵电路实现功率因数校正(PFC)的基本原理和条件;提出了一种电荷泵式PFC双管正激变换器;详细分析了该变换器的工作原理;讨论了输入限流电感和电荷泵电容的参数设计;设计了一台100W的实验样机;给出了实验测试结果和效率测试曲线。实验结果表明,该变换器具有功率因数高,谐波畸变小,效率高等特点,是一种电路结构简单、性能优良的功率因数校正方法。     

开关电源功率因数校正技术的研究

正电力电子技术的发展,对高性能、大功率开关电源的要求不断提高,当前功率因数校正(PFC)技术成为电力电子技术领域的热点研究课题。基于不同的角度,PFC技术的分类方法不同。从电网供电的角度看,可分为单相PFC电路和三相PFC电路;从校正机制的角度可分为无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路。因此,文章从这两个角度出发,集体研究开关电源的PFC技术。功率因数即交流电路中有功功率与视在功率之比。在一般的正弦交流电路中,功率因数是电压与电流相位角差对应的余弦值,     

单相有源功率因数校正技术的发展

分析和总结了现有的功率因数校正技术。对于中大功率PFC应用场合,通过软开关技术以及新型高性能的电路拓扑结构,分析了提高AC—DC变换器的转换效率的技术。指出了无桥PFC电路研究是今后高功率和高性能功率因数校正电路研究的方向。     

一种新型PFC的控制仿真研究

功率因数校正(PFC)电路是一种提高功率因数、减小总谐波的电路,它利用电力电子变换技术来实现功率因数校正的功能。介绍了单相PFC电路的优点及工作原理,根据其特点,采用分级控制它的运行、输入侧采用网侧电流跟随的方法,并且采用了锁相环技术保证电流和电压严格同相;输出侧采用重复PI控制策略。采用此控制方法可以使PFC电路在达到传统整流电路功能的基础上,进一步提高功率因数、减小总谐波。通过Matlab/Simulink的仿真实验,验证了该方法的可行性。     

基于反激变换器的高功率因数LED驱动电源设计

针对传统的发光二极管(LED)驱动电源功率因数不高的问题,在需要隔离的场合选择反激电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流的控制.通过对反激电路的分析,证明了工作在临界连续模式下的反激电路可以实现PFC.该电源是采用反激电路为主电路的单级PFC电路,能同时实现PFC和LED电流控制,相对2级功率因数校正...     

基于恒导通时间控制的自驱动PFC的研制

采用恒导通时间(constant on time,COT)控制技术,研制了一台160 W的功率因数校正(power factor correction,PFC)装置,简化了电路的结构,实现了开关管的软开关,提高了电路的效率;在此基础上,引入电荷泵电路,实现了电路的自驱供电,省去了辅助电源的设计,讨论了变换器的工作原理,并给出了相应的实验结果。     

基于IR1153S的三相高功率因数整流器设计

以三相功率因数技术(PFC)为基础,研究了基于单周期控制的单相功率因数校正芯片IR1153S来实现三相PFC的功能。理论推导了三相之间的解耦关系,选取了6 kW试验样机主电路的相关参数,采用专用芯片实现三相PFC功能,极大的简化了电路的设计。仿真和实验结果表明,整流器功率因数在0.99以上,电流谐波分量低。     

基于SEPIC变换器的高功率因数LED照明电源设计

针对LED驱动电源功率因数低的问题,依据LED照明电源的特点,选择SEPIC电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流控制。传统的SEPIC电路用于功率因数校正时都工作在断续模式下,通过对SEPIC电路的分析,证明了临界连续模式下SEPIC电路也可以实现PFC,并推导出输入输出电压比和功率因数关系的公式,得出当输入输出电压比很小时,功率因数值很高。该电源用单级电路同时实现功率因数校正和LED电流控制,相对两级功率因数校正电路,所用器件少,损耗低,尺寸小,尤其适合空间狭小的照明电源电路。通过实验证明理论分析的正确性。     

临界导电模式下的交错式PFC电路的分析

研究了临界导电模式(Critical Conduction Mode,简称CCM)下的交错Boost功率因数校正(PFC)电路,交错技术可有效降低输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器的尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。详细分析了CCM下交错Boost PFC电路的工作原理,并设计了主电路。实验结果证明,交错Boost PFC电路具有良好的功率因数校正效果。     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。     

新型带充电泵PFC电路的AC/DC变换器

提出了一种新型带充电泵PFC电路的AC／DC变换器，分析了该变换器的工作原理，并讨论了该变换器的主要参数设计，最后给出28V／6A实验样机测试结果。结果表明，该变换器能实现高功率因数校正，电路简单实用。     

带有源浮充平台的无桥单相PFC变换器

采用无桥(Bridgeless)变换器作为功率因数校正(PFC)的主电路,取消了输入整流二极管,在开关导通过程中电流只流过两只开关管,有效地减小了导通过程中能量的消耗.作者基于充电泵功率因数校正变换器原理构造了有源浮充平台(Floating Charge Landing,FCL)电路,并将其应用于单相无桥型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器.该变换器既保持了传统Boost型PFC变换器的优点,同时大大降低了输出电压,拓宽了PFC电路的应用范围,为后级DC/DC变换器的设计提供了便利.     

一种新型充电泵高功率因数AC/AC变换器

提出一种新型充电泵高功率因数AC/AC变换器拓扑结构。该变换器具有电路结构简单和采用PFM控制方式的特点。文中分析了电路的工作过程及取得高功率因数的条件 ,给出了电路参数设计指导 ,并通过实验证实了理论分析的正确性。达到了不用专用控制芯片实现高功率因数的目的     

一种高性能功率因数校正电路研究

给出了一种新型高性能的功率因数校正电路。通常的功率因数校正电路由二极管桥式整流电路和升压式变换器组成。其缺陷是电路工作时,一直有3个半导体器件存在导通压降。在所研究的电路中,当升压变换器功率管导通时,有3个半导体器件存在导通压降;而当升压变换器功率管关断时,只有两个半导体器件存在导通压降。因此,电路工作效率提高到97%。分析了这种电路的工作原理,并给出了仿真和实验结果,证明了理论分析的正确性。     

数字化三相功率因数校正（PFC）技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频PWM整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字功率因数校正电路、三相双开关数字功率因数校正电路、三相三开关数字功率因数校正电路、三相六管高频整流电路以及三相三电平数字化高功率因数整流器的总体数字控制方案。在此基础上,指出了数字化三相高功率因数整流器的发展趋势。     

基于UC 3854的高功率因数校正器设计

功率因数校正PFC(Power Factor Correction)是治理谐波污染的一种有效方法。设计了一种带中心抽头电感的单相Boost高功率因数校正器,与传统型功率因数校正主电路相比,该主电路拓扑结构只是在电感磁环上增加了几匝线圈,引出一个中心抽头,能够有效地抑制电流冲击,降低纹波噪声,提高了功率因数校正主电路的可靠性。控制电路采用平均电流型功率因数校正芯片UC3854。分析了尖端失真、输出电压飘升以及重载下输出电压参数调整等实际问题,并给出了相应的解决方案。仿真与试验结果表明,该Boost功率因数校正器设计合理、性能可靠,功率因数可达0.99,而且与流行的PFC控制电路兼容。     

单相Boost功率因数校正器的优化设计

介绍了传统单相功率因数校正器的原理,分析了其主电路在应用中因二极管反向恢复产生的电流冲击与纹波噪声等问题,提出了一种带中心抽头电感的斩波升压功率因数校正电路。针对由UC3854控制的功率因数校正(PFC)电路中存在的尖端失真、输出电压飘升等问题,给出了相应的解决方案。同时,还设计了UC3854的引脚保护电路和电流放大器的箝位电路。仿真与试验结果表明,优化后的Boost功率因数校正器性能可靠,功率因数可达0.99,而且可与当今通用的PFC控制电路兼容。     

充电泵高功率因数准半桥逆变器

提出一种新型充电泵高功率因数准半桥逆变器拓扑结构。该逆变器具有电路结构简单和采用普通的PWM控制方式的特点。分析了电路的工作过程及取得高功率因数的条件，给出了电路参数设计指导，并通过仿真与实验证实了理论分析的正确性。达到了不用专用控制芯片实现高功率因数的目的。