影 响效率 。 在大多数应用 中，０ ３０ Ｈ 的开关频率是 ２－０ｋ ：
一个较好的范围。 本设 计中开 关频率 选择为 ｌ ｋ ｚ ０ Ｈ， ０ 尖峰失真小， 感的物理尺 电 变大； 关管的峰值电 开 流大（ 在相同 容量 情况下，Ｃ Ｄ Ｍ 这样电感量的大小合理， Ｍ ＳＥ 和 ｏｓ ｔ 中通过开关器件的 峰值电流为 Ｃ Ｍ的 Ｃ 两倍） ， 从而导 寸较小，ＯＦＴ Ｂｏ 二极管上的功率耗损也不 致开关 管损耗增 所以 加。 在大功 Ａ Ｆ 路中， 率 ＰＣ电 常采 会过多 。 （ Ｂｏ 电 感的 ３ ｏｓ ） ｔ 计算 用 Ｃ Ｍ方式。 Ｃ
如 Ｕ ３７ 因其噪声大 ， ， Ｃ８１ 滤波困难， 功率开关管 上的电压应力大， 控制驱动电平易浮动， 故很少被采
用。
变 频设 备的功率范围 ７－０ Ｗ的 在 ５２０ ０ 应用场合， 选择
工作 于连续调制模式下 的平 均电流型升压式 Ａ Ｆ ＰＣ电 路来 实现较 为适 合。
（） １ 压式 ２升 降 如”Ａ ８ ， Ａ８８须用两个功率开关管， ５ Ｄ ４１， ）４１ Ｔ 其 中 一个功率开关管上的驱动控制信号浮动，电路复
是一 款理想 的 Ａ Ｆ Ｐ Ｃ控制芯 片。 下 面给 出由 Ｃ ８４ Ｕ ３５ 构成 的有 源功率 因数校正电 路框 图， 如图 １ 所示。
（） ｂｏ ） ４升压式（ ｓ ｏｔ 此方法被广泛采用 ， 其特点为简 单电流型 控制， Ｐ 值高， 谐波失真系 Ｔ Ｄ 效率高， Ｆ 总 数 Ｈ 小， 但是输出
＞＆ ｉ
」 １ －
电流检测
Ｕ３５ 产一 压检测 Ｃ８４
图 １ Ｃ ８４有 源功率 因数校正 电路框 图 Ｕ ３５
（） １平均电流型 如 Ｍ ４３ Ｕ ３５ 工作频率恒定， ，Ｃ８ ， １８２ ４ 采用连续调
制模 式（ Ｃ 。这种控制方式 的优点是恒频 控制 ； Ｃ Ｍ） 工 作在 电感 电流连续状态 ，开关管 电流有效 值小 、Ｍ ＥＩ
监委 在 ２０ ０３年 ５月 Ｉ日以后 对 家电产 品强 制执行 和功率因数校正方案 。
＂Ｃ ３ 认证” 标准。 这些都迫切 需要 可产品 化的 谐波抑制 本文即讨论了 功率因数校正方案， 并在此基础上
着重 分析了校正电路参数 。 ２ 功率 因 数 林 正 原 理
弦波（ １ 且和电 Ｙ ， ，） ＝ 压波形同 相位（ ｓ＝） ｃ － １ ｏ ｐ 。在理想情 况下， 可将整流器的负载等效为一个纯电阻， 此时的 Ｐ 值为 １ Ｆ ， 所以有时又把功率因数校正电路叫 做电阻
４ 电路主要参数设计
４１ ． 主要设计要求 输人电压 Ａ ８ ２０ ：Ｃ －６Ｖ ０ 输出电压 Ｄ ４ Ｖ ：Ｃ ０ ０ 输出功率 ２Ｏ ：５Ｗ ４ ． ２主要参数设计 （） １振荡 器的输 出和乘 法器的最 大输 出调节 电阻
摘要 ： 主要 介绍 了有源 功平 因数校 正 （ＰＣ） 工作原理 、 ＡＦ 的 电路 分奚。 计 了基于 Ｕ ３５ 设 Ｃ８４芯 片的一 种有 源电路功 率 因敬 校正 电路方案 ， 着重 分析 了电路 参教 的选择 和设计 。实践证 明采用 Ａ Ｆ ＰＣ后 ， 出电压 纹波 大大降低 ， 拾 实现 了功率 因数校 正 关健词 ： 功率因数 ： 有源功率 因数校正 ；Ｃ ８４ Ｕ ３５ 中图分类号： Ｍ４ Ｔ ６ 文献标识码： Ａ Ａｂｔａｔ Ｐｉ ｉｅ ｄ ｓ ｏ ａｔｅ ｗｒ ｔ ｃｒｃｏ（ＰＣ ａ ｉｒｄｃｄ Ａ Ａ Ｆ ｃｒ ｉｓｈｍ ｉ ｄｓｎｄ ｓｄ ｓ ｃ ｒｃ ｌ ａ ｃａｓ ｃｉ ｐ ｅ ｆｃｒ ｒ ｔｎＡ Ｆ ） ｎｏ ｕｅ． ＰＣ ｃ ｔ ｅ ｅ ｅｉ ｅ ｂ ｅ ｏ ｒ ： ｎ ｐ ｎ ｌ ｆ ｖ ｏ ａ ｏ ｏｅ ｉ ｒ ｔ ｅ ｎ ｉｕ ｃ ｓ ｇ ａ ｎ Ｕ ３５， ｄ ｃｉｐｒ ｅ ｒ ａｅ ｌｅ ． ｉｐｏｅ ｔ ｔ ｏｔｕ ｒ ｐ ｖｌｇ ｉｒｄｃｄ ｄ ｗｒ ｔ ｉ ｃｒｃｅ ａ Ｃ ８４ ａ ｃｒ ｔ ａ ｔｓ ａａ ｚｄ ｓ ｖｄ ｔｅ ｐｔ ｌ ｏａｅ ｅｕｅ ａ ｐ ｅ ｆ ｏ ｓ ｒ ｔ ｆ ｎ ｉｕ ａ ｍ ｅ ｒ ｎ ｙ Ｉ ｔ ｒ ｈ ｈ ｕ ｉ ｅ ｔ ｓ ａ ｐ ｎ ｏ ａ ｒ ｏ ｅ ｄ ｃ － ｔ ｕａｅ Ａ Ｆ ． ｅ ｓｇ ｏ Ｐ Ｃ ｒ ｆ Ｋ ｙ ｏｄ ｐｗ ｒ ｔｒ Ａ Ｆ Ｕ ３５ ｅｗ ｒ： ｅ ｆ ｏ； Ｃ； ８４ ｏ ａ ｃ Ｐ Ｃ
压和基波电流之间的相移因数。
炉、 变频电 冰箱， （ Ｉ 感应加热） 变频洗衣机等。 Ｈ 饭堡、 但
是 电力电子装 置中 的相 控整 流和不可 控二极 管整 流
所以功 率因数可以 义 定 为输人电流失真系数（） Ｙ 与 相移因 ｃ ｄ 的乘 数（ ｓ） 积。 ｏｒ 可见功率因数（ ） Ｐ 由电流失真系数Ｏ Ｍ 波电 Ｆ Ｏ 压、 基波电流相移因数（ ｓ ） ｃ ｒ 决定。 。Ｏ 则 ｏｈ 低 Ｏ Ｓ 表示用 电电 器设备的无功功率大， 设备利用率低， 导线、 变压 器绕组损耗大。同时， 值低， 则表示输人电流谐波分量 制定 了限制谐波 的国家标准 ， 国际电气电子工程 师协 大， 将造成输人电流波形畸变， 对电网 造成污染， 严重 会（ Ｅ） （ Ｅ、 Ｉ Ｅ 国际电 工委员会（ Ｃ （ ） 际大电网 Ｉ 和国 Ｅ 会议（－ 时， 相四线 （ Ｃ Ｉ 对二 制供电， 还会造成中线电 位偏移， 致使 ＧＥ Ｒ） 纷纷推出了自 己的ｉ波 ｆ 标准。 ｔ 我国政府也分别 于 用电电器设备损坏。 １８ ９４年和 １９ 年制定了限制谐波的有关规定 。我国 ９３ 功率因数校正 ＰＣ ｏｅＦｃｒ ｒ ｔｎ技 Ｆ （ ｗｒ ｔ Ｃｒｃｏ） Ｐ ａｏ ｏ ｉ ｅ 加人 Ｗ Ｏ 国产家电产品将面临人世的严峻挑战。 术， Ｔ 后， 从其实现方法上来讲 ， 就是使电网输人电流波形 为获得与国外同 类产品同等的市场竞争地位 ， 国家认 完全跟踪 电网输人 电压波形 使得输 人电流波形 为正 使输人电流 波形发生严重畸变， 不但大大降低了 系统 的功率因数， 还引起了严重的谐波污染。另 ， 外 硬件电 路中电 压和电 流的 急剧变化， 使得电力电子器件承受 很大的电 应力 并给周围的电 气设备及电波造成严重 的电磁干扰但 Ｉ而且情况 日 Ｍ） ， 趋严重。 许多国家都已
作用 在输出电容 Ｃ 卜 保持高 电压 ， 所以电容 Ｃ的体积
匣
广 ｜
小、 储能大； 在整个交流输人电压变化范围内 能保持 很高的功率因 输人电流连续， 数； 并且在Ａ Ｆ 开关瞬 ＰＣ 间输入电流小， 易于 Ｅ Ｉ Ｍ 滤波； 升压电 Ｌ 感 能阻止电
压、 电流的瞬变 ， 了电路的可靠性 。 提高 ３ ． ２按输入电流的控制原理分
电压高于输人电压 。适用 于 ７ －００ 功率范围 的应 ５２０Ｗ 用场合 ， 应用最为广泛。它具有以下优点 ： 中的电 电路
ｔ ． ， ＿ ｎ１ Ｕ ｄ
中 迎 翁
５］
感Ｌ 适用于电流型控制； 由于升压型Ａ Ｆ 的预调整 ＰＣ
压与输出电 压的比 值有关，即当 输人电压变化时， 功 率因数Ｐ 值也将发生变化，同 Ｆ 时输入电流波形随输
入电压与 输出 电压的 比值 的加大 而总谐 波失真 系数
的最大值， 且乘法器输出电流不能超过乘法器的前馈 交流 输人电流的２ 综合考虑后选取Ｒ，１Ｋ 倍， ｝ ５ｏ ＝ （） ２开关频率的选择 开关频率高可以减小 ＡＦ 路的结构尺寸， ＰＣ电 提 高功率密度， 减小失真； 但频率太高会增大开关损耗 ，
Ｓ ｎＨｏｇ ｕ， ｎ
１ 引言 ２世纪 ７ 年代 家用电器开始逐步变频化， 现 ０ ０ 出
了电磁烹 任器 、 变频照 明器 具 、 频空调器 、 变 变频微波
式中： 表示输人基波电流有效值 ； 表示输人 Ｉ 、 孺 电流有效值；
Ｙ 表输 电失 系 ； 示波 示人 流真 数Ｏ表 基 电 ＝ 兴 Ｃ ｓ ，
３ 有源功率因数校正 电路设计
有源功率因数校正（ＰＣ法 就是在 ＡＦ ） 整流器和负 载之间接一个 Ｄ －Ｃ Ｃ Ｄ 变换器， 应用电流反馈技术， 使 输人端电流波 形跟踪交流输人正弦波 ， 形 从而把功率 因数提高到 ０９ 更高。 有源功率因 ．或 ９ 由于 数校正电 路
Ｐ一 ＝，Ｃ Ｆ 二 Ｖ， Ｉｏ ｓ＿
仿 Ａ 。功 率因数校正技术大致 可以分为无源 和有源 器
功率因 Ｐ） 数（Ｆ是指交流 输人有功功率（） Ｐ与输人 视在功率（ 的比 Ｓ ） 值。即：
两种， 考虑到无源 ＰＣ的体积庞大且性能较差， 此 Ｆ 因 本文只针对有源功率因数校正 ＡＦ （ｃｖ Ｐ ｅ ＰＣ ｔｅ ｒ Ａｉ ｏ ｗ Ｆｃ ｒ ｅ ｉ ） 术做些探讨。 ａｔ Ｃｒｃｏ 技 ｏ ｏ ｔｎ
结构模式有若千种 ， 需要进行 比较后确定一种结构 。 ３１ ．按有 源功率 因数校正 电路结构分 （） １降压式
如 Ｍ ４１ Ｓ ５ ， ， ３ １ Ｌ８ Ｇ ６ 工作频率固定， ３ 采用不连续
调制模式 （ Ｃ ． Ｄ Ｍ） ３ 有源功率因数校正电路 设 ． ３ 计 基于以上各种 电路 结构的特点分析可 知， 虑到 考
Ｓ ＶＩ， ， 孙宏； 师 讲
念ｏ ＹＯ ＩｓＣ ｍＱ Ｏ ｃ二Ｓ
（） １
‘ 嵌入式系统应 用翻选 ２ ０ 》 ０例
争 自‘”号２ ３ “ ２－ ， 局”：４６ 一５ ８ ６ ４ － 。 ９ 元
电子 设 计
中文核心期刊 《 微计算机信息）嵌入式与Ｓ Ｃ２０ 年第 ２ （ Ｏ ） ６ ０ ２卷第 ３ 期 － ２ （） ４ 电压跟踪控制型
功率 因数校 正的前提 条件 是使输 人 电感中 电流
一２ ６一 ６ 元 ／ 邮局订 Ａ号 ：２９６ ４ ３０ 年 ８ －４ （Ｌ Ｐ Ｃ技术应用 ２０例 》 ０
电子设计
波形平均值取决于电感输人电流 ，
由于 Ｒ 二直接影 响到 Ｕ ３５ Ｃ ８４中乘法器输 出电流
（） 流型。 ３峰值电 如 Ｍ４３ Ｍ ３２２工作频率可变， ， ４６， Ｌ８１ Ｃ 采用不连续 调制模式 （Ｃ ． Ｍ采用跟随器方法具有电路简 ＤＭ） Ｄ Ｃ