《江西理工大学》学报排版样本(160420).doc

文章编号：5号黑正体1007-1229（2012）01-默认字体：5号白正体；以下为注明字体均为5号白正体。某某某系统的设计与实现2号中宋 李 甲，张 乙，王丙丁4号楷体(集美大学 信息工程学院，福建 厦门 361021)6号宋体摘要：5号黑正体针对功率因数和变换效率降低的功率因数和变换效率降低的情况，本文在分析某某变换基本原理的基础上，提出了一种的有效性。5号楷体键关词：5号黑正体功率因数校正；升压变换；交流/直流变换中图分类号：5号黑正体TM743 文献标识码：5号黑正体ADesign and simulation of the APFC circuit of boost converter3号黑正体LI Jia, ZHAGN Yi, WANG Bing-ding5号黑正体（School of Information Engineering，Jimei University，Xiamen 361021，China）6号白正体Abstract:5号黑正体 The power factor and conversion efficiency decreasef the circuit are simulated. The validityof theAPFC is proved by the simulation results.Key words:5号黑正体 APFC; Boost Converter; AC/DC0 引言小四黑正为了得到稳定的直流电源会给电路带来电流、电压谐波畸变，其中电流畸变更为严重，需要抑制。功率因数低下和收稿日期：2011-9-30资助项目：作者简介：赖联有（1975），男，讲师，主要从事某某某方面研究，E-mail： 备注：六号黑正体+6号宋体电流谐波畸变容易引起很多问题，如引起控制系统组件的错误运行、对敏感电子设备造成损害、电路断路器故障跳闸并烧断保险丝、设备运行时出现过热现象、对附近电子设备造成干扰、谐波污染FC）之分。PPFC的优点是简单，缺点是不灵活、改善效果有限。APFC的优点是设计灵活、改善。开关电源中基本变换器拓扑有Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta，它们原则上都可以用于功率因数校正。由于Boost变换器的特殊优点，应用于PFC更为广泛5。APFC具体的控制策略有峰值电流控制、平均电流控制、滞环电流控制、脉动电流面积控制等等，每种控制策略各有优缺点。本文以Boost变换器为例阐述基于平均电流控制策略的主动式功率因数校正（APFC）的实现方法。1 Boost变换器APFC原理一级标题，小四黑正Boost变换器APFC原理图如图1所示6。图表中字体为六宋图1 Boost变换器APFC原理图表的标题均为小五黑1.1 Boost变换原理二级标题，5号黑正体，若有三级标题，则为5楷在图1中，选择不同的参数，电感电流可以是电流连续模式（CCM），也可以是电流断续模式（DCM）的。在DCM模式下，Boost变换器中的电压、电流波波形如图2所示，存在三个模态。在CCM模式时，只有模态1和模态2，没有模态37。图表中字体均为6宋，表格采用三线表的形式。如有图注，则采用6宋居中，变量字母采用斜体，单位正体图2 Boost变换器中各电流及电压波形图标题为小五黑假设输入电压为，开关周期为，占空比为，参照文献6，电路功率因数的计算过程如下：电感电流的峰值： （1）开关S关断后，电感电流从峰值下降到零所需要的时间： （2）输入电流的平均值： （3）输入功率： （4）输入电流的有效值： （5）电路的功率因数： （6）1.2 Boost变换器APFC原理5号黑正体APFC的基本功能是：使输入电流为正弦波并与输入电压保持同相位关系，维持输出电压的稳定。因此，APFC必须同时控制输入电流和输出电压。对输入电流的控制是通过整流线电压来实现的，对输出电压的控制是通过改变电流幅值信号的平均幅值来实现的。采用平均电流模式控制的APFC变换器原理如图1所示，APFC电路主要由电流误差补偿器、电压误差补偿器和电压前馈补偿器三部分组成。（1）电流误差补偿器的主要作用是：输入参考电流信号和实际的电感电流，输出电流误差控制信号，使跟随。如该信号除以平均电压信号的平方值，得到，随着输入电压增加相应的按比例减小，从而保持输入功率为恒定值。1.3 参数计算二级标题，5号黑正体参考文献7，图1中的各参数计算方法如下所：最大电感电流： （7）增益常数： （8）2 仿真实验一级标题，小四黑正体采用PSIM软件建模并仿真，仿真时所取的参数为：输出功率、输入电压为市电、输出电压、开关频率、电感、输出电容、负载。输入电压、输入电流、电感电流如图3所示。比较图3（a）和图3（b）可以看出：输入电流与输入电压保持了同相位关系；从图3（c）可以看出：电感电流与输入电压保持了同相位关系；同时电感电流是连续的，即电路工作在CCM模式。、位移功率因数、谐波畸变率THD如图5所，电感电流如图6所示。从图6可以看出：当，电感电流是断续图中字体为6宋图6 电感电流（）图标题，小五黑3 结论根据仿真结果，可以得出：（1）在Boost变换电路中，采用APFC 电路可以使输入电流和输入电压保持同相位关系，有效的提高电路的功率因数、位移功率因数、降低总谐波畸变率THD。（2）改变电路参数可以是电路工作于不同的模式（CCM模式或DCM模式）。参考文献：5号黑体1 王兆安，刘进军电力电子技术（第五版）M.北京：机械工业出版社，2009：224-2276号宋体2 Wu X, Tse C K, Wong S C, et al. Fast-scale bifurcation in single-stage PFC power supplies operating with DCM boost stage and CCM forward stage. Int J Circuit Theory Appl, 2006, 34(3): 3413553 刘夏青，亢敏高功率因数Boost-APFC电路仿真分析J西安工业大学学报，2010，30（1）：79-824 李晓明，吕征宇基于DSP的单相Boost型数字PFC控制技术J机电工程，2008，25（1）：108-1105 赖联有，陈仅星，许伟坚Boost开关电源设计及仿真J江西理工大学学报，2010，31（2）：29