提高輕載下APFC反激變換器PF值的研究.pdf

1、傳統(tǒng)上大量應(yīng)用橋式整流和大電容濾波電路，導(dǎo)致電網(wǎng)為電子設(shè)備供給嚴重畸變的非正弦電流，電路功率因素(Power Factor，PF)低，同時諧波電流對電網(wǎng)造成污染。為了減少諧波電流對電網(wǎng)污染、提高功率因素，越來越多的電源設(shè)計已經(jīng)采用功率因素校正(Power Factor Correct，PFC)技術(shù)。國內(nèi)外已經(jīng)制定相應(yīng)的標準對輸入電流諧波進行限制。在中小功率應(yīng)用場合下，為減少成本和體積，有源功率因素校正（Active Power Fact

2、or Correct，APFC）技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。APFC單管反激式變換器具有功率因素高、諧波失真小、輸出電壓可高于輸入電壓或低于輸入電壓、輸出與輸入隔離、結(jié)構(gòu)簡單、性價比高的優(yōu)點。在中小功率應(yīng)用場合下，APFC單管反激式變換器是一種優(yōu)選的解決方案。
　　本論文以研究在全電壓輸入和可變負載情況下臨界模式(Boundary ConductionMode，BCM)APFC單管反激式變換器保持較高功率因素為目的，完成了如下幾點工

3、作:
　　(1)在基礎(chǔ)知識方面。本文首先介紹功率因素校正的基本概念，分析臨界模式APFC單管反激變換器原理和推導(dǎo)主要設(shè)計公式，最后分析了基于BCM APFC單管反激變換器的功率因素和總諧波失真度;接著重點介紹了開關(guān)電源理想環(huán)路頻率特性，分析反饋補償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù);最后分析了基于PC817和TL431配合的反饋環(huán)路，對涉及的傳遞函數(shù)做了詳細的推導(dǎo)。
　　(2)設(shè)計了一款30W電壓型臨界模式APFC單管反激變換器實驗樣機，其中包

4、括變換器系統(tǒng)總體架構(gòu)、主電路設(shè)計、PFC控制電路設(shè)計、反饋環(huán)路設(shè)計和EMI濾波電路設(shè)計?？刂菩酒捎蔑w兆半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor)推出的一款工作于BCM的PFC控制器FAN7930B。分析出全電壓輸入和可變負載條件下變換器功率因素嚴重下降的原因，提出了提高輕載下APFC變換器PF值的方法。并針對該變換器工作在全電壓可變負載下，提出了一種有效穩(wěn)定PF值的反饋補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)則。
　　(3)通過制作本論文設(shè)

5、計的實驗樣機并調(diào)試實驗樣機，樣機各方面參數(shù)達到預(yù)期設(shè)定的參數(shù)，證實了該變換器設(shè)計的可行性。在變換器輸出滿載情況下，在輸入電壓90V～265V范圍下，變換器PF大于0.984,效率不小于0.90，總諧波失真小于12％。在輸入電壓為110V時，負載從滿載下降到20％負載的過程中，PF大于等于0.98。在輸入電壓為220V時，負載從滿載下降到20％負載的變化過程中，PF大于等于0.925。在數(shù)據(jù)分析的過程，針對不同的應(yīng)用條件給出優(yōu)化的參數(shù)設(shè)計