有源功率因數(shù)校正一、功率因數(shù)的定義功率因數(shù)PF定義為：功率因數(shù)〔PF〕是指溝通輸入有功功率〔 在功率〔S〕的比值。PF＝

U ＝LP 1＝L

=I1

cos

cos 〔1〕式中：

S U I IRL RRIIUcos

：基波因數(shù)，即基波電流有效值 與電網(wǎng)電流有效值 之比。I I ：電網(wǎng)電流有效值R：基波電流有效值1：電網(wǎng)電壓有效值LΦ：基波電流與基波電壓的位移因數(shù)在線性電路中，無諧波電流，電網(wǎng)電流有效值

與基波電流有效值 相等，I RI 基波因數(shù) =1，所以PF＝ ·cosΦ＝1·cosΦ＝cosΦ。當(dāng)線性電路且為純電負(fù)載時(shí)，PF＝ ·cosΦ＝1·1＝1。二、有源功率因數(shù)校正技術(shù)有源功率因數(shù)校正分類〔〕按電路構(gòu)造分為：降壓式、升 /降壓式、反激式、升壓式〔 t其中升壓式為簡潔電流型掌握， PF值高，總諧波失真〔THD：TotalHarmonicDistortion〕小，效率高，適用于75W~2023W功率范圍的應(yīng)用場合，應(yīng)用最為廣泛。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：電路中的電感 L適用于電流型掌握由于升壓型APFC的預(yù)調(diào)整作用在輸出電容器 C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲(chǔ)能大在整個(gè)溝通輸入電壓變化范圍內(nèi)能保持很高的功率因數(shù)輸入電流連續(xù)，并且在 APFC開關(guān)瞬間輸入電流小，易于 EMI濾波升壓電感L能阻擋快速的電壓、電流瞬變，提高了電路工作牢靠性按輸入電流的掌握原理分為：平均電流型〔工作頻率固定，輸入電流連續(xù)〕、滯后電流型、峰值電流型、電壓掌握型。圖1輸入電流波形圖其中平均電流型的主要有點(diǎn)如下：恒頻掌握工作在電感電流連續(xù)狀態(tài)，開關(guān)管電流有效值小、能抑制開關(guān)噪聲輸入電流波形失真小主要缺點(diǎn)是：掌握電路簡單需用乘法器和除法器需檢測電感電流需電流掌握環(huán)路

EMI濾波器體積小。EMI：電磁干擾〔 Electromagnetic-interference〕按輸入電流的工作模式分為：連續(xù)導(dǎo)通模式CCM(ContinuousConductionMode)和不連續(xù)導(dǎo)通模式DCM(DiscontinuousConductionMode) 。按拓?fù)錁?gòu)造可分為：雙級(jí)模式和單級(jí)模式。單級(jí)功率校正---峰值電流掌握2、有源功率因數(shù)校正原理有源功率因數(shù)校正〔Active PowerFactor Correction ，簡稱APFC〕技術(shù)的思路是，掌握已整流后的電流， 使之在對(duì)濾波大電容充電之前能與整流后的電壓波形一樣， 從而避開形成電流脈沖，減小輸入電流諧波,到達(dá)改善功率因數(shù)的目的。有源功率因數(shù)校正電路原理圖整流器輸出電壓ud、升壓變換器輸出電容電壓uC與給定電壓U*c的差值都同時(shí)作為乘法器的輸入，構(gòu)成電壓外環(huán),而乘法器的輸出就是電流環(huán)的給定電流I*s。升壓變換器輸出電容電壓 uC與給定電壓U*c作比較的目的是推斷輸出電壓是否與給定電壓一樣，假設(shè)不一樣，可以通過調(diào)整器調(diào)整使之與給定電壓一樣，調(diào)整器〔圖中的運(yùn)算放大器〕的輸出是一個(gè)直流值，這就是電壓環(huán)的作用。而整流器輸出電壓 ud明顯是正弦半波電壓波形，它與調(diào)整器結(jié)果相乘后波形不變，所以很明顯也是正弦半波的波形且與 ud同相。將乘法器的輸出作為電流環(huán)的給定信號(hào)I*s，才能保證被掌握的電感電流iL與電壓波形 ud全都。I*s的幅值與輸出電壓 uC同給定電壓U*c的差值有關(guān)，也與 ud的幅值有關(guān)。L1中的電流檢測信號(hào) iF與I*s構(gòu)成L電流環(huán)， 產(chǎn)生PWM信號(hào), 即開關(guān)V的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。V導(dǎo)通，電感電流 i增加，L電流線性增加，電能以磁能的形式儲(chǔ)存在電感線圈中，電容 C放電為負(fù)載供給*能量。當(dāng)iL增加到等于電流 Is時(shí)，V截止，二極管導(dǎo)通，電源和升壓電感 L1〔由于線圈中的磁能將轉(zhuǎn)變線圈 L兩端的電壓極性，以保持其電流 iL不變，線圈 L轉(zhuǎn)化成VL與電源電壓 VIN串聯(lián)高于輸出電壓〕釋放能量，同時(shí)給電容和向負(fù)載供電， 這就是電流環(huán)的作用。

C充電這種電路優(yōu)點(diǎn)是輸入電流完全連續(xù)， 并且在整個(gè)輸入電壓的正弦周期都可以調(diào)試，缺點(diǎn)是輸出電壓必需大于輸入電壓的最大值， 所以輸出電壓比較高，不能利用開關(guān)管實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。三、UC3854掌握集成塊UC3854是一種工作于平均電流的的升壓型〔 boost〕APFC電路，它的峰值開關(guān)電流近似等于輸入電流，是目前使用最廣泛的1、UC3854總體構(gòu)造

APFC電路。UC3854的總體構(gòu)造如以下圖所示，主要包括以下幾個(gè)功能模塊：電壓誤差放大器模塊，電流誤差放大器模塊，乘除法器模塊，鋸齒波發(fā)生器模塊，輸出驅(qū)動(dòng)模塊，以及峰值限制比較器模塊， 欠電壓過電壓保護(hù)模塊，軟起動(dòng)模塊和一些數(shù)字規(guī)律。為了簡化模型，建模中省去欠電壓、過電壓鎖存比較器，軟起動(dòng)等關(guān)心環(huán)節(jié)。UC3854內(nèi)部構(gòu)造圖中，標(biāo)有 A、B、C的方框是所謂的乘法器，電壓誤差放大器的輸出〔在引腳 7上可以測量到〕是乘法器的一個(gè)輸入，稱作 A。乘法器的另一個(gè)輸入，取自整流器的輸出電壓波形，通過引腳 6引入，稱作 B。前饋電壓校正是通過引腳 6引入的，稱作 C。這三個(gè)量在乘法器里運(yùn)算后， 乘法器輸出為電流 Imo，它接到引腳 5。這個(gè)電流 Imo與實(shí)際電流值 Isense〔引腳4〕在電流誤差放大器中進(jìn)展比較。電流誤差放大器的右側(cè)是 PWM比較器。在PWM比較器里，電流誤差放大器的輸出與芯片振蕩器的輸出斜坡電壓相比較。振蕩器與 PWM比較器的輸出用來驅(qū)動(dòng)一個(gè) RS觸發(fā)器，RS觸發(fā)器再驅(qū)動(dòng)推挽電路輸出 PWM信號(hào)〔腳16〕，用來掌握主電路開關(guān)管的開斷時(shí)刻。振蕩器的定時(shí)電容從引腳 14接入， 定時(shí)電阻器外接在腳 UC3854中還起到乘法器的最大輸出電流限制作用。 另外，芯片工作電源自腳 15引入，腳 UC3854內(nèi)部構(gòu)造圖的左上角，包含了一個(gè)欠壓鎖定比較器和一個(gè)使能比較器，它們都是滯環(huán)比較器，欠壓比較器用來監(jiān)控芯片本身工作電源的電平； 使能比較器可用來掌握芯片是處于工作狀態(tài)還是封鎖狀態(tài)， 只有當(dāng)使能比較器的輸出都為高電尋常，才允許芯片進(jìn)入工作狀態(tài)。這兩個(gè)比較器的下方是電壓比較器。 芯片中的電壓比較器實(shí)際上是電壓誤差放大器。電壓比較器的同相輸入端內(nèi)接 3V的參考電壓，反相輸入端連接到引腳11，稱作 Vsence，Vsence代表的是輸出電壓。電壓誤差放大器旁邊所接的二極管是想表示其內(nèi)部作用而不是表示其實(shí)際配置。電壓誤差放大器的同相輸入端還連到下方的軟啟動(dòng)電路。這樣可以讓電壓掌握環(huán)在輸出電壓到達(dá)它的工作點(diǎn)之前就開頭工作，可以消退一般電源裝置深受其害的開啟超調(diào)。在引腳11與放大器反向輸入端之間所接的二極管同樣是一個(gè)抱負(fù)二極管，用來消退參考電壓上是否有額外的二極管壓降的疑慮。 引腳2上供給一個(gè)緊急峰值電流限制信號(hào)， 當(dāng)腳2的電平被稍微地拉到“地”以下時(shí)，PWM輸出信號(hào)就會(huì)被封鎖。芯片內(nèi)置了一個(gè) 14uA電流源給軟起動(dòng)電路的定時(shí)電容器2、UC3854的引腳〔端〕功能表引腳 引腳符

CT充電。序號(hào) 號(hào)Gnd

接地端，器件內(nèi)部電壓均以此電壓為基準(zhǔn)

引腳說明PK1MTCAOut

峰值限定端，其閾值電壓為零伏與芯片外電流傳感電阻負(fù)端相連，有可與芯片內(nèi)接基準(zhǔn)電壓的電阻相連，使峰值電流比較器反向端電位補(bǔ)償至零電流誤差放大器的輸出端，對(duì)輸入