BUCK型PFC電路功率因數(shù)提升方案研究與電路設(shè)計(jì).pdf

1、功率因數(shù)（Power Factor）定義了有功功率在視在功率中所占的比例。電流中諧波含量越大，功率因數(shù)越低。在電路中采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠使輸入電流波形接近正弦波并且與輸入電壓同相位，進(jìn)而達(dá)到功率因數(shù)校正的目的。功率因數(shù)校正電路只有三種基本結(jié)構(gòu)，所有的結(jié)構(gòu)都是基于這三種基本結(jié)構(gòu)所進(jìn)行相應(yīng)的變化。這三種結(jié)構(gòu)分別是：降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、降壓升壓型（Buck-Boost）。相對(duì)于其他兩種類型的變換器，Buck型變換

2、器具有其不可替代的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其輸入電流存在固有的交越失真（ Cross-over Distortion），也稱為輸入電流死區(qū)，其功率因數(shù)總是不能達(dá)到滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的水平，因而限制了這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際中的應(yīng)用。如果能夠采用某種方法使Buck型功率因數(shù)變換器的輸入電流死區(qū)得到一定程度上的抑制或者補(bǔ)充，那么在這種特定控制方式下的改進(jìn)型功率因數(shù)變換器的應(yīng)用范圍將大大拓展。
　　本文基于傳統(tǒng)Buck型變換器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了兩種改進(jìn)

3、的降壓型功率因數(shù)變換器的結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)能夠在輸入電流交越失真階段補(bǔ)充電流，使輸入電流準(zhǔn)正弦，從而能夠在保持傳統(tǒng)Buck型變換器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上克服其固有的缺陷。在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)這兩種改進(jìn)的變換器結(jié)構(gòu)提出了兩種控制方案。本文所闡述的結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)Buck型電路在輸出端增加一個(gè)MOS開關(guān)，通過控制兩個(gè)MOS開關(guān)的不同開關(guān)狀態(tài)，使電路在交越失真階段轉(zhuǎn)換為Buck-Boost型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而使電流失真得到克服。對(duì)于控制電路，通過使用額外的電壓

4、比較器判定發(fā)生交越失真的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路結(jié)構(gòu)變換的控制。
　　論文中采用臨界導(dǎo)通控制方式，單級(jí)變換器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的PAB（pulse assisting buck）變換器與MTB（multiple topology buck）變換器克服了傳統(tǒng)Buck型變換器的輸入電流死區(qū)，大大提升了Buck型變換器的性能。本文設(shè)計(jì)的兩種結(jié)構(gòu)適用于中等功率水平的單級(jí)PFC變換器，并采用SIMPLIS進(jìn)行驗(yàn)證。其中，PAB變換器在輸入220V，5