单级功率因数校正电路的直流母线电压分析和实验研究
摘要：通过对一种简单的单级PFC电路的研究，从理论上推导出直流母线电压的塑封电感器变化情况，以及电路功率因数和THD的计算公式，然后又用实验进行了论证。
关键词：功率因数校正；单级功率因数校正电路；直流母线电压
1 引言
近年来PFC技术是电力电子学界的一个热门话题，已经提出了许多PFC电路。目前，带有功率因数校正的开关变换器通常分为两级结构和单级结构。在两级结构中，第一级类似于Boost型PFC电路，目的在于提高输入的功率因数并抑制输入电流的高次谐波；第二级为DC/DC变换器或DC/AC变换器，目的在于调节输出以便与负载匹配。由于两级分别有自己的控制环节，使得这个电路具有良好的性能，但是，元器件个数太多，与没有PFC的相同电路相比，成本约增加15％。
为了使AC/DC电源在满足谐波标准的同时，能够实现低成本、高性能，于是对单级PFC的需求越来越紧迫，特别是在小功率应用场合。单级PFC变换器使PFC和DC/DC级共用一个开关管，只有一套控制电路，同时实现对输入电流的整形和对输出电压的电感生产厂家调节。
但是，单级功率因数校正电路有自己的缺点，当PFC级工作在DCM模式，轻载时，直流母线（Bus）上的电压将成为主要问题。本文将从理论上推导DC/DC级工作在DCM模式时的直流母线电压的公式（DC/DC级工作在CCM时的情况见文献2），然后通过实验验证，为解决问题提供理论依据。同时，通过直流母线插件电感器的推导，顺便推导出电路的PF和THD。
2 电路工作原理
单级功率因数校正的主电路图如图1所示，它是一种简单的BIFRED（Boost Integrated with Flyback Rectifier/Energy Storage/DC-DC Converter），工作波形见图2。
图1 主电路示意图
图2 工作波形图
虽然BIFRED只有一个开关，但是和两级的功能却是一样的。实际上，输入电感L1，二极管D1，开关S1，和储能电容C1组成了一个DCM Boost功率级，而开关S1，带励磁电感Lm的变压器，输出二极管D2和输出滤波电容C2组成了一个反激级。其中变压器原副边匝比n=N∶1。
〔0－t0〕段开关S1导通，L1通过输入整流电压储能，电感电流iL1（=iin）上升。同时，励磁电感Lm通过电容C1放电而储能，这时电容C1和变压器原边是并联的。因而，励磁电流上升。二极管D2由于反向偏置被关断。
〔t0－t1〕段t0时刻开关S1一体成型电感关断，随着电感电流iL1下降到0，储存在电感L1中的能量转移到电容C1。在这个阶段，D2导通，所以储存在Lm中的能量转移到输出电阻。励磁电流下降。
〔t1－t2〕段t1时刻iL1三相电感器下降到0，但励磁电感Lm中的电流iLm可能还没到0，假设在t2时刻iLm下降到0，则二极管D2关断。
为了获取输入电流的低谐波畸变，L1必须工作在DCM，也就是说，iL1必须在开关S1再次导通前下降到0。通常情况，Lm可以工作在DCM或者CCM。但是CCM工作存在轻载直流母线电压过高的问题。所以在设计中应使L2工作在DCM状态下。
3 理论推导
3..1 直流母线电压的理论推导
根据电感L1的伏秒平衡，得到
DTs=
(1)
式中：uin(t)为输入电压瞬间值；
L1为Boost电感；
Ts为开关周期；
DTs为开关导通时间；
Uo为输出电压；
Ub为直流母线电压(bus voltage）；
n为变压器匝比；
D1Ts为电感电流的续流时间(D<D1<1)。
式（1）化简得
D1=
(2)
通过电感电流围成面积计算，可得
Iav(sw)=
（3）
式中：Iav(sw)为输入电流的开关周期平均值；
Ip为输入电流一个开关周期的峰值。
把式（2）代入式（3），并令Ip=平面变压器厂家 | 平面电感厂家
[逆变器]关于接触器吸合时产生的干扰问题的解决设备上用到了一个大功率的逆变器，逆变器里面有个交流接触器，控制380V的接通和关断，在接触器吸合时，发现会在地线上产生一些干扰脉冲，地线是接到金属机壳上的，不幸的是，有块控制板卡
G3524与SG3525的功能特点及软起动功能的比较 摘要：对PWM控制芯片SG3524与SG3525的工作性能作了介绍和比较，通过实验得出了SG3525在软起动功能上较SG3524有很大的改进。关键词：SG3524；SG3525；脉宽调制；软起动引言
基于TI的OMAP平台手持设备语音应用解决方案设计OMAP平台为开发个人手持设备的语音应用提供完美的解决方案。这种低功耗的OMAP架构把用于语音的DSP信号处理功能与RISC处理器的通用系统性能融合在了一起。设计了开放式软件架构，以鼓励开发语音引擎、