基于uc3854的单级式功率因数校正的研究

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于UC3854的单级式功率因数校正的研究郑诗程刘小丽葛芦生安徽工业大学电气信息工程学院（马鞍山243002）摘要：本文在研究了单级式功率因数校正原理的基础上,设计了基于UC3854为核心的控制电路和系统主电路,并对主电路的参数进行了详细分析和计算;实验证明,系统的参数设计准确有效,系统的输入功率因数（PF）达到0.99以上,总谐波畸变率（THD）在6%以下;系统稳态性能良好,输出电压在较宽的输入电压范围内均能保持稳定.关

2、键词：功率因数;单级;总谐波畸变Researchofsingle-stagePFCBasedonUC3854ZhengshichengLiuxiaoliGelushengSchoolofelectricalandinformationofAnhuiuniversityoftechnology(Ma’anshan243002)Abstract:Thispaperstudiestheprincipleofsinglestagepowerfactorcorrection,andcontrolcircuitbasedonthechipofUC

3、3854andmaincircuitaredesigned.Simultaneously,parametersofthemaincircuitareanalyzedandcalculated,andtheseparametersareprovedtobeeffectiveandcorrectbyexperiments.PowerFactorofthesystemisgreaterthan0.99,andTHDislessthan6%.Thestaticperformanceisbetterandtheoutputvoltageisst

4、eadywheninputvoltagevariesfrom90Vto130V.Keywords:Powerfactor;Singlestage;THD1．引言近年来，随着电子技术的发展，各种办公自动化设备，家用电器，计算机被大量使用，然而，在这些设备的内部都离不开一个共同的“心脏”——开关电源，即将市电转化为直流电源，以供给系统的需求。在这个转换过程中，由于一些非线性元件的存在，导致输入的交流电压虽然是正弦的，但输入的交流电流却严重畸变，功率因数PF=0.67。如图1所示。图1.输入电压电流波形脉冲状的输入电流，含有大量的谐波，ht

5、tp://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛而谐波的存在，不但对公共电力系统产生污染，易造成电路故障，而且严重降低了系统的功率因数。本课题基于此问题进行有源功率因数校正技术的模拟控制策略研究，设计了基于UC3854为核心的功率因数校正系统，实现了电源装置网侧电流正弦化，功率因数接近1，极大地减少了电流谐波，消除了对公共电力系统的污染。2．功率因数校正原理2.1功率因数的定义功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值[3]，即功率因数PF===c

6、osφ=γcosφ（1）式中，表示交流输入市电的基波电流有效值；表示交流输入市电电流的有效值；γ＝/表示交流输入市电电流的波形畸变因数；cosφ表示交流输入市电的基波电压和基波电流的相位移因数。所以功率因数（PF）可以定义为交流输入市电电流的波形畸变因数γ与相位移因数cosφ的乘积。2.2功率因数（PF）与总谐波畸变因数（THD）的关系（2）PF===（3）当输入电压和电流同频、同相位时，由式（3）可得（4）3.系统的实现方案3.1PFC的控制方法和工作模式如下表1：http://www.elecfans.com电子发烧友http:/

7、/bbs.elecfans.com电子技术论坛控制方法检测电流开关频率工作模式适用拓扑注电流峰值开关电流恒定CCMBOOST需斜率补偿电流滞环电感电流变频CCMBOOST需逻辑控制平均电流电感电流恒定任意BOOST需电流误差放大表1.PFC的控制方法和工作模式表由于平均电流控制的Boost功率因数校正器的主要特点是采用电流误差放大器，放大后的平均电流误差与锯齿波斜坡比较后，给开关管Tr驱动信号，并决定了其应有的占空比，于是电流误差被迅速而精确地校正。由于电流环有较高的增益－带宽，使跟踪误差产生的畸变小于1％，容易实现接近于1的功率因数

8、，因此，本文采用平均电流控制的电感电流连续模式（CCM）。3.2主电路设计3.2.1主电路拓扑结构主电路采用单级功率因数校正器，主要是将PFC级和DC/DC变换级集成在一起，两级共用一只功率器件，它与传统的两级电路相比省