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摘要：论文阐述了PFC的研究现状和研究热点，在理论分析结果的基础上，设计了一台容量为240W的 Boost PFC+单管正激DC/DC变换器的两级PFC变换器电路，给出了控制电路设计原理，并进行了实验验证。
关键词：两级功率因数校正 组合控制器 实验分析
1007-9416（2013）02-0128-02
1 绪论
随着电力电子器件的迅速发展，如变频器、逆变电源、高频开关电源等各类变流器在生活、生产的各个领域中得到了广泛的应用。由于这些变流装置基本上都是通过整流环节来获得直流电源，而整流环节广泛采用的是二极管不控整流或晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量的谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。解决电网“污染”最根本有效的措施就是变流装置实现网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数。
为了抑制开关电源的谐波，有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，APFC）技术是最为有效的方法，成为开关电源研究的重要领域和电力电子研究的热点之一。
主电路采用两级电路，前级为Boost，后级为正激电路，前级是为实现PFC功能，采用平均电流的控制策略，其占空比理论为0～1，实际中由于输入电压为馒头波，其幅值从0V变化到273.6V，因此开关的占空比变化范围为1-Vin_max/VB～1-Vin_min/VB（0.286～1）。后级采用PWM整流的方法控制实现调压功能，由于正激变换器采用的绕组复位的方式，所以其占空比变化范围与原边绕组与磁复位绕组的匝比相关。
Boost-PFC电路采用平均电流控制策略，而实现电压与电流双闭环控制。由于采用的是Boost电路，因此输出电压要比输入电压的峰值大，由于输入电压的范围为100VAC-240VAC，所以Boost-PFC输出电压的大小至少要大于339.36V，而且开关管Q1的最小占空比有要求，不能太小。因此往
根据实验数据得出输入电压240V时，负载电流I与效率值之间的关系曲线如图3，负载电流越大，效率值越高。
不同输入电压值时，PF值与负载电流I之间的关系曲线如图4。同一输入电压下，负载电流越大，PF值越高；同一负载电流下，输入电压越高，PF值越小。
实验中用万用表测得两级PFC电路的输出电压为V，达到预期目标。
本论文在前面理论分析的基础上，采用两级PFC复合芯片，设计了一台容量为240W的Boost PFC+单管正激变换器的两级PFC变换器，通过实验验证、分析实验结果表明，本设计能够达到预定的效果，稳定、正常地工作。
参考文献
杨静，许建平.单相两级功率因数校正技术的研究[D].西南交通大学，2010.
梁永春，严仰光.隔离交错并联双管正激Boost变换器[J].南京航空航天大学报，2004，36（05）：600-605.
关键词：两级功率因数校正 组合控制器 实验分析
1007-9416（2013）02-0128-02
1 绪论
随着电力电子器件的迅速发展，如变频器、逆变电源、高频开关电源等各类变流器在生活、生产的各个领域中得到了广泛的应用。由于这些变流装置基本上都是通过整流环节来获得直流电源，而整流环节广泛采用的是二极管不控整流或晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量的谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。解决电网“污染”最根本有效的措施就是变流装置实现网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数。
为了抑制开关电源的谐波，有源功率因数校正（Active Power Factor Correction，APFC）技术是最为有效的方法，成为开关电源研究的重要领域和电力电子研究的热点之一。
2 组合控制器FAN4800简介
FAN4800是应用于功率因数校正设备的一种控制器。PFC电路允许使用更小的，低成本的大容量电容器，进而减小线路电力负荷及开关功率管上的应力，最终完全满足IEC-1000-3-2的规范。FAN4800包括执行前缘电路，平均电流电路，升压型功率因数校正电路和一个尾缘PWM电路。1A门级驱动能力尽可能的减少的外部驱动电路的需要。低功率的需求提高了效率并降低了元器件的成本。过压比较器可以在负载突然减小时关闭PFC部分。PFC部分还包括峰值电路和输入电压掉电保护。PWM部分可以工作在电流或电压模式，最高工作频率250kHz，还有一个准确的50%的占空比限制，以防止变压器饱和。FAN4800包括一个PWM部分折合后的电流限制，以提供短路保护。3 电路设计
根据以上组合控制器FAN4800的介绍，设计一台容量为240W的BoostPFC+单管正激变换器的两级PFC变换器。利用两级功率因数校正复合芯片，主电路采用前级功率因数校正电路和后级直流/直流变换器拓扑结构。实验主电路如图1所示。主电路采用两级电路，前级为Boost，后级为正激电路，前级是为实现PFC功能，采用平均电流的控制策略，其占空比理论为0～1，实际中由于输入电压为馒头波，其幅值从0V变化到273.6V，因此开关的占空比变化范围为1-Vin_max/VB～1-Vin_min/VB（0.286～1）。后级采用PWM整流的方法控制实现调压功能，由于正激变换器采用的绕组复位的方式，所以其占空比变化范围与原边绕组与磁复位绕组的匝比相关。
Boost-PFC电路采用平均电流控制策略，而实现电压与电流双闭环控制。由于采用的是Boost电路，因此输出电压要比输入电压的峰值大，由于输入电压的范围为100VAC-240VAC，所以Boost-PFC输出电压的大小至少要大于339.36V，而且开关管Q1的最小占空比有要求，不能太小。因此往
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往Boost-PFC的输出电压取得更高，此处取的是383V。正因为如此，而最终的输出电压为24V，因此有必要加入后级电路进行输出电压调节。4 实验结果分析
图2为两级功率因数校正变换器的输入电压和电流的波形。从波形上分析可得，输入电流波形与输入电压波形在相位上基本保持一致，波形为正弦波，从而使功率因数接近于1。根据实验数据得出输入电压240V时，负载电流I与效率值之间的关系曲线如图3，负载电流越大，效率值越高。
不同输入电压值时，PF值与负载电流I之间的关系曲线如图4。同一输入电压下，负载电流越大，PF值越高；同一负载电流下，输入电压越高，PF值越小。
实验中用万用表测得两级PFC电路的输出电压为V，达到预期目标。
本论文在前面理论分析的基础上，采用两级PFC复合芯片，设计了一台容量为240W的Boost PFC+单管正激变换器的两级PFC变换器，通过实验验证、分析实验结果表明，本设计能够达到预定的效果，稳定、正常地工作。
参考文献
杨静，许建平.单相两级功率因数校正技术的研究[D].西南交通大学，2010.
梁永春，严仰光.隔离交错并联双管正激Boost变换器[J].南京航空航天大学报，2004，36（05）：600-605.