AC/DC（开关型）电源变换器的设计
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2020-10-24
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AC/DC（开关型）电源变换器的设计（开关型）电源变换器的设计
随着生产的发展和技术的进步，特别是各种具有整流入端的电力电子负载的广泛应用，即各种非线性的 时变的
负载和设备的大量涌现，电力系统中产生大量谐波并对电力系统的安全运行产生威胁。电力系统的谐波问题和
低功率因数问题，主要由各种中小负载和设备的电子电源和电力电子装置造成的，它们是最严重的污染源。
i 问题的提出
随着生产的发展和技术的进步，特别是各种具有整流入端的电力电子负载的广泛应用，即各种非线性的 时变的负载和设备的
大量涌现，电力系统中产生大量谐波并对电力系统的安全运行产生威胁。电力系统的谐波问题和低功率因数问题，主要由各种
中小负载和设备的电子
因此应采用有效的措施，降低电子电源和电力电子装置的谐波，提高功率因数。目前绝大部分电子电源都采用如图1—1a所示
的非控二极管整流、滤波大电容和开关稳压电路结构，把AC电源变换成DC电源。这种AC／DC变换电路的输入电压虽为正弦
波，但输入电流却发生了畸变，如图1 1b所示，造成电网侧输入电流严重的非正弦化 输入电流非正弦化必然导致电流总谐波
失真(THD)高和功率因数(PF)低(这种AC／DC变换器线路功率因数一般只有0．5～0．7，造成的谐波含量很高，仅3次谐波就
达6O 以上)，影响整个电力系统的电气环境及用电设备的安全经济运行。
2 有源
提高电子电源的功率因数，抑制其电流谐波畸变，目前有无源校正和有源校正两种方案。无源校正是在电路中串联(或并联)无
源LC谐
振回路，使电路入端电流接近正弦波；有源校正是在电路中加入有源控制电路，使入端电流在一定程度上可控，从而校正电流
波形，实现低谐波，高功率因数；有源校正电路比无源校正电路在效率、重量和成本等方面均有优势。因此对中小功率应用，
最有效的措施是采用有源功率因数校正技术。有源校正方案在实现过程中，有降压变换型、升压变换型和反激变换型。其中降
压变换型功率因数校正电路的输出电压难于控制}而反激变换型功率因数校正电路的峰值电流比较高，所以功率容量差；升压
型功率因数校正电路的输入电压范围宽，一般认为是最合适的电子电源功率因数校正电路。升压型有源功率因数校正技术主要
是控制已整流后的电流，使之在对滤波大电容充电之前，能与整流后的电压波形同相，从而避免了电流脉冲的形成，达到改善
功率因数的目的。电路原理如图2—1所示，在工作过程中，输入电感L。中的电流受到连续监控和调节，使之能跟随并与整流
后单相正弦电压成比例。通过乘法器实现由输入误差信号V 和输入电压来调控正弦基准电流I 的幅度，从而达到调整输出电压
的目的。有源功率因数校正电路尽管作用明显，但控制电路比较复杂，随着电子技术的发展，专用于APFC的Ic电路已对设计
高功率因数、低谐波失真的各类电子电路提供了技术支持。
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