基于BCM的有源功率因數(shù)校正電路的實(shí)現(xiàn)

摘要：分析整流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作模式，探討該整流電路關(guān)鍵參數(shù)的選取依據(jù)，提出臨界導(dǎo)電模式(BCM)功率因數(shù)校正Boost開(kāi)關(guān)變換器的設(shè)計(jì)方法。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的以MC33262為核心的臨界導(dǎo)電模式有源功率因數(shù)校正(APFC)電路能在90～270 V的寬電壓輸入范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定的400 V直流電壓，并使得功率因數(shù)達(dá)0．99，系統(tǒng)性能優(yōu)越，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：有源功率因數(shù)校正(APFC)；Boost變換器；臨界導(dǎo)電模式(BCM)；MC33262

1 引言
有源功率因數(shù)校正(active power factor correction，APFC)是高效、低污染地利用電能的重要途徑，它是在橋式整流器與輸出電容濾波器之間加入一個(gè)功率變換電路，使功率因數(shù)接近1。有源功率因數(shù)校正電路工作于高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，具有體積小、質(zhì)量輕，效率高等特點(diǎn)，已成為電力電子技術(shù)研究的新熱點(diǎn)。

2 APFC的工作模式比較
有源功率因數(shù)校正(APFC)電路，根據(jù)電感電流是否連續(xù)，其工作模式可分為連續(xù)導(dǎo)電模式(Continuous ConductionMode，CCM)、斷續(xù)導(dǎo)電模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)和臨界導(dǎo)電模式(Boundary Conduction Mode，BCM)3種。這3種工作模式的特點(diǎn)比較如表1所示。本文APFC電路設(shè)計(jì)采用BCM的工作方式。

3 BCM功率因數(shù)校正(PFC)電路工作原理
圖1是臨界導(dǎo)電控制模式實(shí)現(xiàn)Boost型PFC電路的原理圖及其半個(gè)工頻周期內(nèi)功率開(kāi)關(guān)管的控制波形和電感電流波形。圖1(a)是一種實(shí)現(xiàn)變頻控制方案的電路原理圖，其中誤差放大器將輸出電壓的反饋信號(hào)和2．5 V基準(zhǔn)信號(hào)相比較后放大，產(chǎn)生的輸出信號(hào)和交流輸入電壓檢測(cè)信號(hào)共同輸入模擬乘法器．使模擬乘法器產(chǎn)生一個(gè)和輸入電壓同頻同相的半正弦波輸出信號(hào)。當(dāng)功率管開(kāi)啟時(shí)，電阻R4對(duì)電感電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電感電流達(dá)到模擬乘法器的輸出時(shí)，電流比較檢測(cè)器輸出一控制脈沖，觸發(fā)RS控制邏輯部分使功率管關(guān)斷，電感開(kāi)始放電，這樣就保證電感電流的峰值包絡(luò)線是與輸入電壓同頻同相的半正弦波。當(dāng)電感放電時(shí)，用電感的副邊輸出對(duì)電感電流過(guò)零檢測(cè)，為電感放電完畢時(shí)，RS控制邏輯部分立刻使功率管重新導(dǎo)通。整體電路采用電壓-電流的雙環(huán)反饋控制、利用變頻控制法實(shí)現(xiàn)Boost型PFC電路，功率因數(shù)接近1。