基于BCM的有源功率因數校正電路的實現

摘要：分析整流電路的拓撲結構和工作模式，探討該整流電路關鍵參數的選取依據，提出臨界導電模式(BCM)功率因數校正Boost開關變換器的設計方法。仿真結果表明，所設計的以MC33262為核心的臨界導電模式有源功率因數校正(APFC)電路能在90～270 V的寬電壓輸入范圍內輸出穩定的400 V直流電壓，并使得功率因數達0．99，系統性能優越，達到設計要求。
關鍵詞：有源功率因數校正(APFC)；Boost變換器；臨界導電模式(BCM)；MC33262

1 引言
有源功率因數校正(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功率變換電路，使功率因數接近1。有源功率因數校正電路工作于高頻開關狀態，具有體積小、質量輕，效率高等特點，已成為電力電子技術研究的新熱點。

2 APFC的工作模式比較
有源功率因數校正(APFC)電路，根據電感電流是否連續，其工作模式可分為連續導電模式(Continuous ConductionMode，CCM)、斷續導電模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)和臨界導電模式(Boundary Conduction Mode，BCM)3種。這3種工作模式的特點比較如表1所示。本文APFC電路設計采用BCM的工作方式。

3 BCM功率因數校正(PFC)電路工作原理
圖1是臨界導電控制模式實現Boost型PFC電路的原理圖及其半個工頻周期內功率開關管的控制波形和電感電流波形。圖1(a)是一種實現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和2．5 V基準信號相比較后放大，產生的輸出信號和交流輸入電壓檢測信號共同輸入模擬乘法器．使模擬乘法器產生一個和輸入電壓同頻同相的半正弦波輸出信號。當功率管開啟時，電阻R4對電感電流進行檢測，當電感電流達到模擬乘法器的輸出時，電流比較檢測器輸出一控制脈沖，觸發RS控制邏輯部分使功率管關斷，電感開始放電，這樣就保證電感電流的峰值包絡線是與輸入電壓同頻同相的半正弦波。當電感放電時，用電感的副邊輸出對電感電流過零檢測，為電感放電完畢時，RS控制邏輯部分立刻使功率管重新導通。整體電路采用電壓-電流的雙環反饋控制、利用變頻控制法實現Boost型PFC電路，功率因數接近1。