功率因素校正电路工作原理请附详细图标细说
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/26 06:45:01
功率因素校正电路工作原理请附详细图标细说
功率因素校正电路工作原理
请附详细图标细说
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有源功率因数校正PFC电路主要有升压型、降压型、升压－－降压型和回扫型等
基本电路形式,其中升压型有源PFC电路在一定输出功率下可减小输出电流,减小输
出滤波电容的容值和体积,故在电子镇流器中广泛应用.升压型有源PFC电路在控制方法上,有电感电流断续传导模式和峰值电流控制模式.其电路原理图如图2所示.
电路工作原理如下：Q1导通时,D5截止,电容C1向负载放电；Q1截止,电感L1储能经D5对电容C1充电.由于Q1和D5交替导通,使整流器输出电流经电感L1连续.这样输入电流也连续.图中,R1取样输入电压,保证通过电感L1的电流跟随输入电压按正弦规律变化,通过L1的高频电流包络正比于输入电压,其平均电流呈正弦波形,使输入电流呈正弦波；R2取样输出电压,控制APFC控制器的输出
占空比,稳定输出电压.
目前,APFC专用芯片很多,在电子镇流器中应用广泛,具体电路不做详细介绍,可参阅参考文献.
4 利用自振荡半桥PWM驱动器设计的APFC电路
在某些自振荡半桥PWM驱动器电路中,可以利用PWM驱动器输出固定频率的
脉冲来作APFC控制,这里介绍两种典型电路.
4．1利用自振荡输出波形控制的APFC电路
电路原理图如图3所示.
升压电感L1、二极管D5、电容C2和开关管Q3等组成APFC电路.由于PWM驱动器U1输出脉冲的频率和占空比都是固定的,Q3导通时,D5截止,C2向负载放电；Q3截止时,电感L1产生的突变电势使D5正向偏置而导通,电感L1通过D5向C2和负载释放储能,此时整流二极管电流经电感L1连续,使输入电流波形连续,呈正弦波形,可将线路功率因数提高到0．95以上,使输入电流总谐波失真度（THD）降低到10％以下.
4．2 利用自振荡PWM驱动器的定时电路
图3利用自振荡PWM驱动器输出波形控制的APFC原理电路图图4利用自振荡PWM驱动器的定时器设计的APFC原理电路图和波形图设计的APFC电路自振荡半桥PWM驱动器的振荡器是一个类似555的定时振荡器,CT端为锯齿波,可以用一电路产生同频、占空比可调的APFC电路.其原理电路如图4所示.
自振荡PWM驱动器的CT端波形为锯齿波,送到比较器U2的正端；将直流输出
电压分压送到比较器U2的负端.当C点的电压小于D点时,E点为高电平,Q4导通；
当B点为高电平时,F点为高电平,Q3导通,电感L1储能,电容C2向后级供电.当C
点电压高于D点时,E点为低点平,不论F点电平状态,Q4截止,Q3截止,电感L1经
D5向C2和后级释放储能.这样二极管电流经电感L1连续,各点相关波形如图4（B）所示.
从波形上可以看出F点波形脉冲宽度小于A或B,而且可调,但小于50％；通过
调整R1、R2的分压比,可调整输出电压和输出功率,构成可调输出电路,这在开关电源和电子镇流器中有较广泛的应用.
5 利用TOPSwitch开关构成的APFC电路
TOPSwitch是一种离线式PWM开关,其内部集PWM控制器和MOSFET开关管为
一体.由其构成的APFC电路如图5所示.
在图5中,控制器U1、电感L1、二极管D5、D6和电容C1构成APFC电路,当控制
器U1的C端（控制端）达到设定电压时,U1被启动.电阻R1取样输入瞬时电压,电阻
R2取样输出电压,U1的控制端输入电流影响输出占空比,其占空比与输入电流成反
比,随输入电压线性变化.通过U1的调整,输入平均电流呈正弦波形,且与输入电压保持同相位,是一种固定频率电流断续模式的APFC电路.可将线路功率因数提高到0．98左右.
此外,还可利用紧凑型自振荡半桥PWM驱动器（如IR51HXX系列）构成类似图
4和图5的APFC电路.紧凑型自振荡半桥PWM驱动器是集紧凑型自振荡PWM电路
和两只MOSFET管于一身,具有电路简单、紧凑的特点,只适合于节能灯和小型开关电源电路.
6 结束语
有源功率因数校正技术应用在高压钠灯电子镇流器上,使其输入侧的功率因数提
高到0．99以上,将总谐波失真度降低到10％以下,反馈到电网的谐波大为减少,起
到了节约能源、降低消耗和减少电网污染的作用.