BUCK型PFC電路功率因數(shù)提升方案研究與電路設計.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，進而達到功率因數(shù)校正的目的。功率因數(shù)校正電路只有三種基本結構，所有的結構都是基于這三種基本結構所進行相應的變化。這三種結構分別是：降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、降壓升壓型（Buck-Boost）。相對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，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)總是不能達到滿足各種工業(yè)標準要求的水平，因而限制了這種結構在實際中的應用。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充，那么在這種特定控制方式下的改進型功率因數(shù)變換器的應用范圍將大大拓展。
　　本文基于傳統(tǒng)Buck型變換器基本拓撲結構，提出了兩種改進

3、的降壓型功率因數(shù)變換器的結構。這兩種結構能夠在輸入電流交越失真階段補充電流，使輸入電流準正弦，從而能夠在保持傳統(tǒng)Buck型變換器優(yōu)點的基礎上克服其固有的缺陷。在此基礎上，本文針對這兩種改進的變換器結構提出了兩種控制方案。本文所闡述的結構相對于傳統(tǒng)Buck型電路在輸出端增加一個MOS開關，通過控制兩個MOS開關的不同開關狀態(tài)，使電路在交越失真階段轉換為Buck-Boost型拓撲結構，從而使電流失真得到克服。對于控制電路，通過使用額外的電壓

4、比較器判定發(fā)生交越失真的時間節(jié)點，從而實現(xiàn)對電路結構變換的控制。
　　論文中采用臨界導通控制方式，單級變換器結構設計的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。本文設計的兩種結構適用于中等功率水平的單級PFC變換器，并采用SIMPLIS進行驗證。其中，PAB變換器在輸入220V，5