开关电源有源功率因数校正电路的设计与仿真研究

东北石油大学本科生毕业设计（论文）

图4-8 Universal Bridge子系统图

图4-9 Subsystem子系统图

根据第三章对主功率电路和控制电路的分析与计算可知，乘法器和电压、电流调节器的设计是整个 APFC 电路的核心部分，整体的仿真框图如图 4-8 所示，APFC 的主功率电路是基于 Boost 型升压电路设计的，UC3854包含了乘法器和电压、电流环调节器等，UC3854 的输出用来驱动功率MOSFET，通过改变其占空比来强迫输入电流跟踪输入电压，达到单位功率因数输入的目的。

4.3.2 APFC电路仿真结果分析

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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 根据前面分析与计算电流调节器的参数选定为RC1?4k?，RCZ?17.2k? ，

CCZ?60pF，CCP?92pF。电压调节器的参数选定为RVF?124k?，CVF?0.103?F。

仿真所用的电路参数为：电感L=0.5mH，输出电容C=0.96mF，开关频率

fs?100kHZ，电网频率f?50HZ，RL?320?。对功率因数校正前后的系统进行

仿真。

图4-10 未加APFC电路时输入电压、电流波形

图4-11 加入APFC后输入电压、电流波形

图4-10为未经APFC时系统网侧输入电压和输入电流波形，很显然，其输入电流发生严重畸变，呈窄脉冲状，电流的畸变由于电网阻抗反过来影响电网电压，造成总谐波畸变增大，输入功率因数低。可以看出，与系统加APFC电路时相比，

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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 网侧输入电流由窄脉冲波形变成严格的正弦电流波形，且与输入电压同相位。

图4-11表示Boost变换器输入电压与输入电流波形。其中，上面波形为变换器输入电压波形，即交流输入电压经全波整流的输出电压。下面波形为变换器输入电流波形，即升压电感电流波形。由图可知，电压、电流波形为严格的正弦波形，且为同频同相。APFC使用时，Boost变换器可看作一个纯电阻

图4-12 加APFC整流后输入电压、电流波形

图4-13 未加APFC时输入功率因数波形

图4-14 加APFC后的输入功率因数波形

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图4-15 未加APFC时的输入电流的总谐波畸变

图4-16 加APFC后的输入电流总谐波畸变

图4-17 加APFC后的输出电压波形

将图4-13与图4-14比较，明显可看出功率因数校正前后系统输入功率因数平均值约由0.789提高到0.998左右。将图4-15与图4-16相比较，可看出输入电流的总谐波畸变率由原来的约0.76左右降为接近为零。输入端总谐波畸变率明显的减小，输入功率因数明显的提高，从图4-17看出输出直流平均电压为400V左右，

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