有源功率因數(shù)校正技術(shù)及控制方式分析

李曉暉

（黃河上游水電開發(fā)有限公司新能源分公司，青海 西寧 810000）

隨著電子設(shè)備在工農(nóng)業(yè)及生活中的大量使用，電網(wǎng)中的設(shè)備也產(chǎn)生了許多電力的諧波污染，這樣的污染過程隨著使用設(shè)備的增加仍在日益惡化。我國為治理電網(wǎng)諧波污染做出了許多的努力，而有源功率因數(shù)校正技術(shù)正是其中的熱點(diǎn)研究技術(shù)之一。

1 有源功率因數(shù)校正技術(shù)的現(xiàn)狀

電子設(shè)備在帶來好處的同時，也帶來了一些負(fù)面問題，非線性二極管輸入的電流不是正弦波，且在輸入時包含大量的電流諧波，功率因數(shù)也同步降低，使整個電網(wǎng)收到了嚴(yán)重污染，于是工率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有源功率因數(shù)校正（APFC）以其自身的優(yōu)點(diǎn)，在研究中得到了大力推廣，有源功率因數(shù)校正技術(shù)為了對輸入電流的波形進(jìn)行控制，使用全控開關(guān)器件構(gòu)成了開關(guān)電路，他可以校正輸入電流，使其在不失真的情況下與輸入電壓相位保持一致，使諧波的含量可以降低到5%以下，提高了整個設(shè)備的功率。

圖1 有源功率因數(shù)校正電路的基本原理框圖

從圖1可以看出APFC電路的基本結(jié)構(gòu)，首先，把一個DC/DC的開關(guān)變換器接入在整流器與負(fù)載之間，通過通過電流、電壓的反饋機(jī)制，在正弦電壓的影響下，使輸入電流的波形保持正弦波，使功率因數(shù)得到提高。從組中我們可以看出所謂有源功率參數(shù)校正，就是因?yàn)檎麄€電路中有有源器件的參與。整個結(jié)構(gòu)的基本過程，交流輸入電壓進(jìn)行電流全波整流，其后被整流后的全波電壓進(jìn)行DC/DC變換，調(diào)整電路進(jìn)行適當(dāng)控制，通過反饋機(jī)制，使輸入電流波形得以成為正弦波形。APFD電路通過反饋機(jī)制達(dá)到使輸入波形保持正弦波形的目的，這個反饋機(jī)制，兩部分都通過DC/DC變換器達(dá)到目的，內(nèi)環(huán)使輸入電流的電流波形保持正弦，外環(huán)使輸出的直流電壓。

2 有源功率因數(shù)校正的分類

從不同的角度看，APFC電路會有不同的分類。從電流檢測方式來分，可將APDC電路分成兩種工作模式，電感電流連續(xù)喝電感電流不連續(xù)；從整個電路跟變換器的級聯(lián)結(jié)構(gòu)來分，APFC又可以分為單級功率校正電路和兩級功率校正電路；從有源功率因數(shù)校正電路的變換器電路來分，有四種類型，包括升壓、降壓、升壓-降壓和回歸。

3 有源功率因數(shù)校正的控制方法

CCM工作模式的功率因數(shù)校正根據(jù)是否以瞬態(tài)電流做參考，分為直接電流控制和間接電流控制。直接電流控制又有多種控制方法，包括峰值電流控制，平均電流控制等。峰值電流控制方式，采用一個正弦基準(zhǔn)電流作為上限，下限為零，工作頻率可變，電流不連續(xù)。平均電流控制是以峰值電流控制為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，選取合適的電路參數(shù)，可保證電路的穩(wěn)定，電流環(huán)增益高，誤差小，瞬態(tài)特性好，諧波含量極低。

4 結(jié)語

科技水平與電子設(shè)備不斷地發(fā)展，人們也在不斷地改善整個電路設(shè)施與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少不必要的能量損失，控制電路自身的諧波污染污染，在控制諧波污染中，CCM模式是比較有效的方式之一，其中直接電流控制已是這個領(lǐng)域中的主流，尤其適用于對大功率的對系統(tǒng)指標(biāo)要求較高得場合。在整個領(lǐng)域來看，有源功率因數(shù)校正技術(shù)各有優(yōu)劣，因而也有將多種方案混合使用的場景。所有的努力都是為了讓整個系統(tǒng)更加高效安全地為人服務(wù)。