pfc峰值电流控制斜坡补偿

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功率因数校正原理

功率因数定义及影响功率因数的因素

PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与视在功率之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。在电工原理中，线性电路的功率因数PF(Power Factor)习惯定义为cosφ，φ是正弦电压和正弦电流间的相角差。但是在整流滤波电路中，由于整流器件的非线性和电容的储能作用。即使输入电压为正弦，电流却发生了严重的畸变 ,因此，线性电路中的PF定义不能适应用于AC/DC变换电路

在AC/DC变换电路中，忽略考虑谐波电流的二次效应，输入电压为正弦，输入电流为非正弦，这里电流有效值为：

式中，是第n次谐波的有效值

功率因数可以分为失真因子和位移因子

电压和电流波形之间的相位移动量可以由输人感抗和容抗的无功实质来说明。在一个纯阻抗负载中，电压和电流是同相位的正弦波，实际功率等于视在功率，PF=1。

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通常，衡量电流波形畸变采用总谐波畸变（Total Harmonic Distortion，THD），其定义为：

基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。

导致功率因数降低的原因有两个:一个是线路电压与电流之间的相位角ψ;另一个是电流或电压的波形失真。

功率因数校正PFC分类

PFC分无源和有源两种类型，目前流行的是有源PFC技术

1. 无源PFC

无源PFC技术采用体积庞大的电感、电容滤波器来提高功率因数，它难以实现功率因数PF=1.0的单位功率因数校正目标。

例如很多家用电器（如排风扇、抽油烟机等）和电气设备是有电抗的阻抗负载，存在着电压与电流之间的相位角ψ。这类电感性负载的功率因数都较低（一般为0.5~0.6），说明交流（AC）电压设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。

峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析

电流控制模式的斜坡补偿是一种重要的电力系统电流控制策略。其主要目的是在瞬时负载变化的情况下，在预定的稳定时间内将负载的瞬时变化转换为一个平滑的频率变化，从而稳定系统电流。斜坡补偿的任务实际上是确定合适的斜坡值，以确保系统电流在预定的时间内达到稳定状态，使系统峰值电流控制变得更加有效。

斜坡补偿对峰值电流控制的重要性可以从两个方面划分：

1. 斜坡补偿可以有效地减少系统电流的瞬时峰值，从而减少过载。当控制斜坡来减少有载负载的瞬时电流峰值时，这种技术将大大有助于防止过载严重影响电力系统的安全和可靠性。

2. 斜坡补偿可以有效地减少发电机之间的不对称负载，从而消除失控和谐波等其他问题，从而维持电力系统的正常运行。

另外，使用斜坡补偿的另一个优点是可以减少静态补偿器的成本和复杂度，而静态补偿器的成本大大超出了它所带来的控制有效性和额外的谐波抑制能力。因此，斜坡补偿是电力系统峰值电流控制的一个重要组成部分，可以有效地消除系统的过载、失控及其他负载问题。

滨江学院

学年论文

题 目 峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析

院 系 滨江学院

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专 业 电气工程与自动化

学生姓名 徐小松

学 号 061

指导教师 毛鹏

职 称 讲师

二Ｏ一一年 二 月 十八 日

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峰值电流控制的单相BOOST PFC变换器工作原理分析

徐小松

南京信息工程大学滨江学院电气工程与自动化，南京 210044

摘要：传统的电压型控制是一种单环控制系统，是一种有条件的稳定系统。因而出现了双环控制系统即电流型控制系统。从原理、应用方面系统地论述了单相PFC变换器中电流型控制的发展，阐述了各种控制方法的优缺点。峰值和平均电流型控制是单相PFC中应用最频繁的两种电流控制方法。因而对这两种方法的讨论得出一些结论。

…

关键词： BOOST变换器 ，功率因数PFC，峰值电流控制，平均电流控制

1 引言

峰值电流模式控制简称电流模式控制。它的概念在60年代后期来源于具有原边电流保护功能的单端自激式反激开关电源。在70年代后期才从学术上作深入地建模研究。直至80年代初期，第一批电流模式控制PWM集成电路（UC3842、UC3846）的出现使得电流模式控制迅速推广应用，主要用于单端及推挽电路。近年来，由于大占空比时所必需的同步不失真斜坡补偿技术实现上的难度及抗噪声性能差，电流模式控制面临着改善性能后的电压模式控制的挑战。误差电压信号送至PWM比较器后，并不是象电压模式那样与振荡电路产生的固定三角波状电压斜坡比较，而是与一个变化的其峰值代表输出电感电流峰值的三角状波形或梯形尖角状合成波形信号UΣ比较，然后得到PWM脉冲关断时刻。因此(峰值)电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度，而是直接控制峰值输出侧的电感电流大小，然后间接地控制PWM脉冲宽度。

第２９卷第３期电子器件ｖ０１．２９Ｎ０．３２００６年９月ｏ“＊Ｊ删“““ｏ“ｓｅｐ．２００６

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