單相pfc硬件電路設(shè)計方案（四款模擬電路設(shè)計原理圖詳解）

　　PFC電路簡介

　　PFC不是一個新概念了，在UPS電源要運用地較多，而PC電源上很少見到PFC電路。PFC在PC電源上的興起，主要是源于CCC認證，所有需要通過CCC認證的電腦電源，都必須增加PFC電路。PFC就是“功功率因數(shù)校正”的意思，主要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。

　　PC電源采用傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路會使AC輸入電流產(chǎn)生嚴重的波形畸變，向電網(wǎng)注入大量的高次諧波，因此網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)不高，僅有0.6左右，并對電網(wǎng)和其它電氣設(shè)備造成嚴重諧波污染與干擾。早在80年代初，人們已對這類裝置產(chǎn)生的高次諧波電流所造成的危害引起了關(guān)注。1982年，國際電工委員會制訂了IEC55－2限制高次諧波的規(guī)范（后來的修訂規(guī)范是IEC1000－3－2），促使眾多的電力電子技術(shù)工作者開始了對諧波濾波和功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)的研究。電子電源產(chǎn)品中引入PFC電路，就可以大大提高對電能的利用效率。

　　PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動式PFC），一種是有源PFC（也稱主動式PFC）。無源PFC一般采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達到0.7~0.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數(shù)，但成本要高出無源PFC一些。

　　有源PFC電路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC電路的PC電源，至少具有以下特點：

　　1） 輸入電壓可以從90V到270V；

　　2） 高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點；

　　3） IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機變壓器；

　　4） 輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；

　　5） 有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。

　　單相pfc硬件電路設(shè)計方案（一）

　　采用BOOST+UCC28019+FPGA 輔助調(diào)節(jié)實現(xiàn)

　　該方案的控制方法也是模擬控制方法。UCC28019 是TT 公司新近推出的一種功率因數(shù)校正芯片，該芯片采用平均電流模式對功率因數(shù)進行校正，使輸入電流的跟蹤誤差產(chǎn)生的簡變小于1%，實現(xiàn)了接近于1的功率因數(shù)。UCC28019 組成的PFC 電路，輸出電壓可通過調(diào)節(jié)反饋電壓進行改變。簡單的外圍電路可對電壓環(huán)和電流環(huán)靈活補償。

　　系統(tǒng)的總體設(shè)計圖

　　BOOST和PFC的電路原理圖

　　本系統(tǒng)選擇了380V-220V 的隔離變壓器，大功率自耦調(diào)壓器。大容量整流橋MP256。繼電器選擇JZC-22F 用于過流時保護動作開關(guān)。開關(guān)管選用場效應(yīng)管IRFP540，以及續(xù)流二極管、輸人電感。輸入濾波電容。輸出電容的選擇在下面分別進行計算分析。

　　單相pfc硬件電路設(shè)計方案（二）

　　單項PFC電路結(jié)構(gòu)示意圖

　　基本原理分析

　　單相PFC電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由二極管橋式整流與Boost轉(zhuǎn)換器級聯(lián)而成，直流輸出電壓穩(wěn)定在400V.圖1中，1為交流側(cè)輸入電壓；i 為交流側(cè)輸入電流；為整流后全波電壓s’為電流參考輸入指令電壓i 為整流輸出電流;R 為檢流電阻+R，Rz 為分壓電阻；R，為滯環(huán)電阻1UR 為in 輸出的采樣電壓$u‘R 為比較器反向端輸入電壓；slo 為輸出直流電壓;tl.為滯環(huán)比較器輸出電壓;D2 為理想- 二極管（實際電路中沒有）ug為u。截止負反饋輸出電區(qū)。電路工作條件：輸入電壓u-（220土220X 100%）V，額定輸出電F 4（ 0V，額定輸出功率120W）。