数字控制有源功率因数校正器的设计

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------数字控制有源功率因数校正器的设计摘要：直流电源系统是变电站的重要组成设备,其为负载提供不间断电源，应用于直流电源的高频开关电源模块须具备功率因数校正功能。利用Freescale新型号MC56F8025的高性能特性，完成了基于DSP的具有软开关特性的数字控制有源功率因数校正电路的设计，描述了系统设计过程。最后通过2.2kW的实验样机验证了数字控制带来的优良特性。

2、关键词：有源功率因数校正；DSP；开关电源；软开关中图分类号：TM4DesignofDigitalControlActivePowerFactorCorrectionRectifierHUANGHai-hong1，WangHai-xin1，GAOGe2，FuPeng2(1．HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．InstituteofPlasmaPhysics，ChineseAcademyofScience，Hefei230031，China)Abstract：TheDCpowersupply

3、isanimportantdeviceinsubstations，itcansupplyuninterruptedpowerforload，thehighfrequencyswitchmodepowermodulemusthavefunctionofpowerfactorcorrection.BasedonFreescalenewDSPchip-MC56F8025，andigitalactivepowerfactorcorrectionrectifierwithsoftswitchcharacteristicwasdesigned，theproce

4、ssofsystemdesignwasdescribed.Atlasta2.2kWprototypewasbuilttoverifythefavorableperformanceresultedfromdigitalcontrol.——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------Keywords：activepowerfactorc

5、orrection；DSP；switchmodepowersupply；softswitch1引言直流操作电源系统是发电厂、变电站中不可缺少的二次设备之一，其由整流电源、蓄电池组和馈电部分组成。通常情况下，整流电源进行AC-DC变换，对蓄电池组充电的同时，通过馈电部分向直流负荷供电；在交流停电时，蓄电池组通过馈电部分向直流负荷供电，可以保证直流负荷不停电。直流操作电源虽然在二次设备中所占比重很小，但它的可靠性直接影响发电厂和变电站设备的安全可靠运行。目前直流操作电源已普遍采用高频开关电源模块并联运行方式，与传统的晶闸管相控电源相比，其技术指标优异，

6、如稳压、稳流精度高，纹波系数低，与阀控密封铅酸蓄电池组易组成直流电源成套装置。开关电源由于输入端有整流、电容平波电路，使其输入电流呈尖脉冲状，功率因数通常只有0.6～0.7，会对电网造成谐波污染，造成电力公害，干扰其它用电设备，使测量仪表产生较大误差。为降低电源装置对电网的污染，EMI及EMC的有关标准对不同功率等级电源装置的功率因数及谐波电流值有明确的规定，因此电力用开关电源需加功率因数改善电路。2有源功率因数校正基本原理目前功率因数校正功率有两种方法：无源功率因数校正（PFC）和有源功率因数校正（APFC）。无源功率因数校正方法是在输入端加入电

7、感量很大的低频电感，并降低滤波电容的容量，——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------以减小滤波电容充电电流的尖峰，校正后的功率因数能达到0.9以上，一般用于三相输入的大功率的开关电源模块。[1]APFC的基本思路是在输入端加入高频功率开关管及相应的控制器，如图1所示，控制器通过采集交流输入电压、输入电流和输出电压信号，利用输出

8、电压控制环的输出UO(t)与输入整流后的电压UAC(t)相乘，得到一个电流参考信号Iref(t)，用于控制功率管V的导通和