PFC电路
pfc电路应用场景
PFC电路的应用场景主要是在大功率电源中，用来提高产品的效率。
PFC电路的工作原理是由电感电容及电子元器件组成，体积小、通过专用IC去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。
PFC电路迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性技术（线路电流波形校正技术），这就是PFC（功率因数校正）。
在整流桥堆和滤波电容之间加一只电感（适当选取电感量），利用电感上电流不能突变的特性来平滑电容充电强脉冲的波动，改善供电线路电流波形的畸变，并且在电感上电压超前电流的特性也补偿滤波电容电流超前电压的特性，使功率因数、电磁兼容和电磁干扰得以改善。
传统的PFC封装形式是砖形模块，体积小，薄，安装方便。
这类模块也存在一定的不方便的地方，首先这类模块需要添加复杂的外围电路，起到滤波的作用等，这就需要使用的工程师具有一定的硬件电路基础，才能使用，另外测试和调试也比较复杂。
现在有一款新型的PFC模块，相对于传统的PFC模块对比而言，体积稍微较大，但是应用十分方便。
以下是PFC模块的几项优势：
1. 功能集成一体化：将多种功能集于一体，方便使用。
2. 无需外围电路：操作简单，节省了添加外围电路的时间和成本。
3. 强大的监控、告警功能：对输入电压、输出电压、环境温度、风扇转速等各参数进行监控及故障告警。
4. 易于使用：硬件工程师上电即可使用。
5. 适应性强：可以适应不同的电源需求，如AC-DC交流电转直流高压380Vdc输出。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
pfc的电路工作原理
pfc的电路工作原理
PFC（功率因数校正）电路是一种用于改善电源系统功率因数
的装置。
它主要用于交流至直流电源转换过程中，在输入电流与输入电压之间维持恒定的功率因数。
PFC电路的工作原理基于控制电流波形，以使其与输入电压波形保持同步，并在每个交流周期内保持恒定的功率因数。
其基本原理是通过在输入电源上加入电感器和电容器等元件，形成一个滤波器，滤除输入电源中的谐波成分，从而改善功率因数。
具体而言，PFC电路实现功率因数校正的过程如下：
1. 输入电压测量：PFC电路首先测量输入电压的幅值和频率。
2. 输入电压整流：交流输入电压经过整流器将其转换为直流电压，但会引入谐波成分。
3. 调整电流波形：通过在输入电流路径中加入电感器，对电流进行调整，使其与输入电压保持同步，并尽量趋近正弦波形。
4. 集成电路控制：使用集成电路控制器来监测和控制电流波形，以便调整开关频率和占空比，以实现恒定功率因数。
5. 输出滤波：通过连接电容器并使用滤波电路，滤除电流中的高频谐波成分。
通过上述步骤，PFC电路能够在输入电压和电流之间保持恒定
的相位差，从而提高功率因数，减少功率损耗，并提高电能利用率。
这对于电力系统中的各种应用和设备，特别是对于大功率设备和高功率因数要求的设备来说，具有重要意义。
pfc电路原理
pfc电路原理
PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路是一种用
于改善电力系统功率因数的电路。
它通过控制输入电流的相位和振幅，使其与输入电压同相且接近正弦波，从而有效提高电力系统的功率因数。
PFC电路通常由三个主要部分组成：整流器、电容器和控制电路。
整流器将交流电源的电流转换成直流电流，并通过电容器存储能量。
控制电路对电容器的充电和放电进行控制，使得电容器的电流与输入电压同相且接近正弦波。
在PFC电路中，功率因数是衡量系统电能利用效率的参数。
功率因数的范围介于0和1之间，数值越接近1，说明设备对
电能的利用效率越高。
如果功率因数低于0.9，说明系统存在
着功率因数不足的问题，需要通过使用PFC电路来进行校正。
PFC电路的工作原理是通过控制开关装置（例如MOSFET）
的导通和截止来调整电流的相位和振幅。
当输入电压为正时，开关装置导通，电容器开始充电，使得电流与输入电压同相。
当输入电压为负时，开关装置截止，电容器开始放电，使得电流与输入电压反相。
通过这样的控制，PFC电路能够实现电流的同相性和谐波的减少，从而提高功率因数。
PFC电路的应用范围非常广泛，例如家用电器、电动工具和电子设备等。
通过使用PFC电路，可以显著改善电力系统的功
率因数，减少潜在的功率损耗，提高能源利用效率，保护电力设备并减少对电网的负荷影响。
填谷式pfc电路
填谷式pfc电路填谷式PFC（功率因数校正）电路是一种用于提高交流电源供电系统中功率因数的电路。
在现代电力电子系统中，功率因数校正技术起着至关重要的作用，因为它可以减少电网谐波污染、降低能源损耗，提高系统的整体效率。
填谷式PFC电路因其独特的工作原理和优点而在众多PFC电路中脱颖而出。
一、填谷式PFC电路概述填谷式PFC电路主要由输入滤波电容、开关管、谐波滤波器、输出电感等元件组成。
它的工作原理是在电源电压的正半周期内，开关管导通，电流流经输出电感，形成磁场；在电源电压的负半周期内，开关管截止，电流通过谐波滤波器，输出电感中的磁场能量得以释放，从而实现功率因数的提高。
二、填谷式PFC电路的工作原理1.在电源电压的正半周期，开关管导通，输出电感电流线性增长，形成磁场。
2.电源电压的负半周期开始时，开关管截止，输出电感电流继续流动，磁场能量开始释放。
3.磁场能量释放过程中，输出电感电流减小，实现对电源电流的填充，提高功率因数。
三、填谷式PFC电路的优点1.结构简单，元件较少，易于实现和调试。
2.能够在宽电压范围内稳定工作，适应性强。
3.谐波滤波效果好，减小了对电网的谐波污染。
4.能量回收效率高，降低了能源损耗。
四、填谷式PFC电路的应用填谷式PFC电路广泛应用于各种电力电子设备中，如开关电源、逆变器、变频器等。
通过使用填谷式PFC电路，可以提高系统的功率因数，降低谐波污染，提高设备的工作效率。
五、填谷式PFC电路的调试与优化1.调试时，首先应确保各元件的参数选择合理，如电感、电容、开关管等。
2.通过改变开关管的驱动方式、开关频率等参数，优化电路的性能。
3.对电路进行实时监测，分析工作状态，及时调整参数，提高电路的稳定性和可靠性。
总之，填谷式PFC电路作为一种高效、实用的功率因数校正技术，在现代电力电子系统中具有重要地位。
pfc电路工作原理详解
pfc电路工作原理详解PFC（Power Factor Correction）电路是一种用于改善电源的功率因数的电路。
它通过对电源输入电压进行调整，使其与电流之间的相位差最小化，从而使功率因数接近1，减少电源对网络的污染，提高能源利用效率。
PFC电路的主要原理是利用电感元件和开关管实现对输入电流的精确控制。
通常，PFC电路采用谐振变换器（resonant converter）的拓扑结构，该结构由开关管、电感元件和电容元件组成。
其工作过程如下：1. 运行起始：PFC电路通过DC/DC变换器将输入的交流电源转换为稳定的直流电压。
当交流电源接通时，电源电压经过整流和滤波后供给谐振变换器。
2. 开关管控制：谐振变换器中的开关管控制着电源电压的输出情况。
开关管周期性地进行开关操作，将电源电压分割成若干个窄脉冲，并根据反馈信号调整开关频率和占空比，以控制输出的电源电压。
3. 电感元件：谐振变换器中的电感元件负责存储和释放能量。
当开关管导通时，电感元件储存能量；当开关管断开时，电感元件释放能量，并通过变压器传递给输出负载。
4. 电容元件：谐振变换器中的电容元件用于平滑输出电压，并降低交流噪声。
PFC电路的工作原理就是通过控制开关管的导通和断开来调整电源电压和当前传输，从而实现功率因数的改善。
通过增大导通时间和缩小断开时间，PFC电路可以使当前正弦波与电压正弦波之间的相位差减小，功率因数得以提高。
需要注意的是，PFC电路的控制需要采用高精度的控制策略和合适的开关频率，以确保电压和电流的同步性，避免谐振变换器的过渡过程中出现过大的振荡和损耗。
此外，PFC电路还需要考虑开关管的选择和功耗，以实现高效、可靠和长寿命的运行。
总而言之，PFC电路利用谐振变换器的设计和控制，在输入电流与电压之间实现同步性，从而改善功率因数，提高电源的能效。
通过对电压和电流进行精确控制，PFC电路使电源对网络的污染减少，同时提高了能源的利用效率。
PFC电路
功率因数校正器PFC（Power Factor Correct）的意思是“功率因数校正”，主要用于表征电子产品对电能的利用效率。
功率因数越高，说明电能的利用效率越高，计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。
PFC电路分主动式（有源）PFC和被动式（无源）两种。
被动式PFC电路结构较为简单，实际上是一颗矽钢片制成的工频电感，它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差，使电流趋向于正弦化以提高功率因素。
被动式PFC结构笨重，工作时常带有低频震动并引发低频噪音，相对于主动式PFC电路，被动式PFC电路的功率因数要低得多，一般只有70%左右。
因此被动式PFC电路固有其不可克服的缺点:1、当欧洲EN的谐波规范越来越严格时，电感量产的质量需提升，而生产难度将提高。
2、沉重重量增加电源供应器在运输过程损坏的风险。
3、原料短缺的风险较高。
4、如电源内部结构固定的不正确，容易产生震动噪音。
5、当电源供应器输出超过300瓦以上，被动式PFC在材料成本及产品性能表现上将越突出其不可克服的多种的缺陷。
主动PFC电路由高频电感。
开关管和电容等元件构成，可简单的归纳为升压型开关电源电路，它能将110V或220V的交流市电转变为380V左右的直流高压。
主动式PFC电路具有体积小，重量轻，具有高功率因数（通常可达98%以上），输入电压范围宽等优越的电气性能。
与被动式PFC电路类似，主动式PFC工作时也会产生噪音，只不过是高频噪音。
相对于被动PFC电路，主动PFC电路复杂，成本较被动PFC要高得多，主要应用于中高端电源产品。
为什么主动式PFC优于被动式PFC?1、主动式PFC提升功率因素值至95%以上，被动式PFC约只能改善至75%。
换句话说，主动式PFC比被动式PFC能节约更多的能源。
2、采用主动式PFC的电源供应器的重量，较用笨重组件的被动式PFC产品要轻巧许多，而产品走向轻薄小是未来3C市场必然趋势。
pfc电路原理
pfc电路原理PFC（功率因数校正）是指利用可变的电流或电压，与电力网的正弦波电流和电压做匹配，从而降低线路内部的电容耗散，增加负载的效率，提高功率因数 (Power Factor) 和能源利用率，改善系统电网负荷率及稳定度的技术手段。
一、PFC电路原理1、变频和变压技术PFC电路中使用的两种主要技术是变频和变压技术。
变频技术应用逻辑，可以改变功率电路的工作频率，从而产生更多的电能，增加能源利用效率；变压技术应用逻辑，可以改变电压的幅值，从而改变功率电路的输出功率，以达到负载需求。
2、滞后控制技术PFC电路中使用的滞后控制技术，大致可以分为两类：一类是直接滞后控制，它通过检测电网电压的滞后副被控制；另一类是间接滞后控制，它采用基于积分的控制算法，通过控制变频的输出电压，达到PFC的控制目的。
3、PFC输入和输出连接方式根据PFC控制方式的不同，PFC电路可以分为单端连接和双端连接两种。
而根据PFC输出端连接方式的不同，也可以分为开路连接和全桥连接两种。
二、特点1、有效提高功率因数PFC电路只要控制正确，就可以有效提高功率因数，并且对负载进行定额功率输出，使系统能够协助其效率有明显提高。
2、降低线路内部的电容耗散由于PFC的设计，能够减少电源系统内部的线路电容耗散，并使电源能够表现出更好的可靠性。
3、降低负载对电网的吸收PFC电路能够降低负载对电网供电的吸收，使得系统对电网的负荷得到明显减轻，保证系统的稳定性。
三、应用PFC电路的应用非常广泛，通常可用在发电机本身的抑制，电源供电的负载平衡，便携式电子产品的供电，和大功率电源的保护中。
特别是在高负载的电网条件下，使用PFC电路的保护，更能有效的提高电源的可靠性，改善系统的性能。
四、优缺点1、优点：（1）能有效提高功率因数，提高能源利用率。
（2）降低线路内部的电容耗散，减少电源系统内部的电磁干扰。
（3）降低负载对电网的吸收，改善系统电网负荷率及稳定度。
PFC电路原理介绍
PFC电路原理介绍PFC（功率因数校正）电路是一种用于改善电力系统负载的功率因数的电路。
在传统的非PFC电路中，负载设备会引发电网过载、能源浪费、电源质量下降等问题。
而PFC电路能够通过控制输入电流与电压间的相位差，有效提高系统的功率因数，减少电网负载，提高能源利用率。
PFC电路的原理主要包括三个环节：整流、滤波和控制。
首先，交流输入电压经过整流器被转换为直流信号。
在传统的整流器中，采用的是非线性的二极管整流方式，输出电压波形不平滑，含有大量的高次谐波，功率因数较低。
而在PFC电路中，采用的是有源功率因数校正电路，可以通过智能控制的方式使输入电流与输入电压间的相位差趋近于零，从而使得输出电压及电流波形接近正弦波。
接下来，滤波器对输出的直流信号进行滤波处理。
滤波器一般采用电感和电容的组合，可以使电流连续性增加，减少纹波，提高输出电压质量。
最后，控制部分通过实时监测和调整输入电流与输入电压之间的相位差，以实现功率因数校正。
这部分通常采用微控制器或DSP芯片来实现，通过调整电路的工作状态和控制信号，可以使得输出电流与输入电压的相位差小于等于10度，从而实现高功率因数的目标。
PFC电路的工作原理实际上是通过不断改变输入电流的幅值和相位来保持输出电流与输入电压同相，从而提高功率因数。
在正弦波电流的情况下，功率因数为1，即输入电流和输入电压的相位差为零。
然而，在实际应用中，负载的电流通常不是正弦波形，因此需要通过控制电路来实现功率因数的校正。
PFC电路有两种常见的实现方式：被动式PFC和主动式PFC。
被动式PFC电路主要利用电感元件和电容元件的特性，通过电感的储能和电容的放电来实现波形修正。
这种方式成本较低，但功率因数的校正能力受限。
主动式PFC电路则通过加入电子开关元件，如MOSFET管或IGBT管，根据输入电流和输入电压之间的相位关系，实时开关电子开关元件，来控制输入电流的波形，进而实现智能化的功率因数校正。
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2.2 2.2 Boost Boost 型PFC 电路的电路的原理结构原理结构原理结构单相Boost 型PFC 电路结构如图2-1所示，它包含有一个全桥整流电路和一个Boost 升压电路。
与其他拓扑相比，其主要特点为：1)输入电感电流即为电源输入电流，便于电流控制，非常适用于PFC ；2)结构简单，效率高；3)输入电流工作于连续状态，EMI 干扰小；4)驱动电路简单，无需与主电路隔离。
图2-1 Boost 型PFC 主电路Fig. 2-1 Boost power factor correction converter电路的工作原理为：当开关管S 导通，则快恢复二极管D 反向截止，输入电压通过整流桥后加在输入电感L 上，电感电流上升，上升速度与输入电压成正比；当开关管S 截止，则D 导通，电感L 通过二极管放电，放电速度与输出电压和输入电压之差成正比。
单相Boost 型PFC 电路最大的优点在于它的输入电感上。
根据电感具有电流不可突变的特性，当输入电感工作在CCM 模式下时，输入电流开关纹波最小，输入滤波器的设计将非常简洁经济，从而大大降低了在输入侧EMI 设计方面的难度。
通过对开关管S 进行PWM 调制，使得输入电流波形跟随输入电压波形，实现单位功率因数。
如图2-2所示。
图2-2 输入电压和电感电流波形Fig. 2-2 Waveforms of input voltage and inductor current2.2.33 平均电流模式控制平均电流模式控制的的PFC 数学模型平均电流模式的特点是对噪声不敏感，能较好的兼顾处理连续模式与非连续模式下的输入电流波形质量，且对轻重载都能实现不错的的功率因数，因此大部分的PFC 控制方式都采用平均电流模式。
采用平均电流模式控制的Boost 型PFC 电路如图2-3所示[35]。
控制电路主要由电流环、电压环及乘法器组成。
其中，电压环和电流环的设计是整个PFC 电路的核心。
电流环的带宽很大，具有很快的动态响应速度，主要保证输入电流波形紧紧跟随输入电压波形，以达到功率因数为1的目的。
电压环则主要保证主电路输出电压恒定，一般取400V 左右。
同时为了避免二次谐波引入到参考电流中，电压环的带宽受到限制，远远低于市电频率，一般取10Hz 左右。
图2-3 平均电流模式控制的Boost 型PFC 电路 Fig.2-3 Average current mode control for boost PFC converter为了更好的分析电路的本质，建立精确的数学模型必不可少。
下面将通过推导出电路的等效交流小信号模型，从而为控制设计提供可靠的参考依据。
首先将图2-3抽象为各环节构成的系统方块图。
主电路由输入电压V in 、占空比d 、电感电流I L 和输出电压V o 构成。
乘法器原理上属非线性环节，经线性化处理后，变为了三路信号乘以相应的增益值后相加。
图2-4为系统方块图。
方块图内各环节的物理意义如下：•Av(s)，A i (s)分别为电压和电流调节器传递函数 •Fm 为脉冲调制器传递函数•Rs 为电流反馈增益，Rm 为电流给定信号前向增益 •K fb 为电压环反馈系数•g in ，g m ，g c 皆为乘法器线性化系数图2-4 平均电流模式控制的Boost 变换器小信号框图Fig.2-4 Small-signal model of average current mode control Boost PFC converter1).主电路传递函数文献[36]中提到：通常在一定的精度范围内，如果输出电压纹波足够小，可以用输入电压有效值来代替输入整流电压，此时PFC 的数学模型在较宽的频率范围内可近似为斩波器的数学模型。
在此，我们直接利用其证明结果来推导电路模型。
主电路的小信号模型如图2-5所示：图2-5 Boost 变换器的小信号模型Fig.2-5 Small-signal model of Boost type converter推导结果如下：'2'2(1)(1)()()()()c o rms L vd sLsCR V s V R D G s d s D s +−==•∆ （2-1）'()11()()()o c vg in V s sCR G s V s D s +==•∆ （2-2）'312()2()()()Lrm s L id L sC R V i s G s d s R Ds +==•∆ （2-3）'221()()()()rms c L ig in L V sCR i s G s V s R D s +==•∆ （2-4） 2'2'2()()1c L LC Ls s R C s D R D ∆=+++ （2-5） 其中：'1D D =−•G vd (s)：占空比到输出电压传递函数•G vg (s)：输入电压到输出电压传递函数 •G id (s)：导通比到电感电流传递函数•G ig (s)：输入电压到电感电流传递函数 2).调制器增益F m在平均电流控制中，占空比d 的调节是通过一个误差电压V e 与幅值为V m ，周期为Ts 的锯齿波进行比较来实现的。
由此可以得出调制器的传递函数为：1mmFV=（2-6）3).乘法器传递函数将乘法器经线性化处理后，其近似线性模型等效电路如图2-6示：图2-6乘法器小信号模型 Fig.2-6 Small-signal model of multiplier其中：12c in ff k V g V =，12rms c ffk V g V =，2mm ff I g V =− 4).补偿环传递函数A v (s)、A i (s)分别为电压补偿环传递函数和电流补偿环传递函数，其具体参数视系统的设计要求决定。
根据以上分析，可以绘出整个系统结构图，如图2-7。
Fig. 2-8 Small-signal model of current loop由此推出电流内环不含补偿器A i 时的开环传递函数()co G s 为：'32'2'2122()()()1L rmsco s m id s mL cL sCR V G s R F G s R F LC L R D s R C s D R D +==+++ （2-7）将电路参数代入，绘出()co G s 的bode 图如图2-9所示。
可以看到，未补偿时电流环在低频段存在一个谐振点，在中频段呈现单积分环节特性。
-20204060M a g n i t u d e (d B)Bode DiagramFrequency (Hz)101010101010-135-90-4504590P h a s e (d e g )图2-9 ()co G s 函数bode 图 Fig. 2-9 Bode diagram of ()co G s在PFC 电路中，为了抑制纹波以及满足维持时间的要求，输出滤波电容C 通常很大，所以滤波电容可以看成是一个恒压源，在高频状态下，滤波电容短路。
因而，可以得到高频时简化的功率级传递函数为：()oid V G s sL=（2-8） 此时式（2-10）可简化为：()()oco s m id s mV G s R F G s R F sL== （2-9） 简化模型的()co G s 的bode 图如图2-10所示，为便于对比，将未简化的()co G s 的bode图也绘于其中。
其中实线表示简化后的()co G s 的bode 图，虚线表示未简化的()co G s 的 bode 图。
比较两者可以看到，用简化模型设计系统在较宽的频带内与原模型是一致的，只是在低频段简化模型有更高的低频增益，但这并不影响电流补偿环的设计，因此下面的电流补偿环的设计将基于简化模型上。
-20020*********M a g n i t u d e (d B)1010101010-135-90-4504590P h a s e (d e g )Bode DiagramFrequency (Hz)图2-10 两种条件下的()co G s 函数bode 图Fig.2-10 Bode diagram of ()co G s with two kinds of conditions对于电流环来说，理想情况是输入电感电流精确跟随输入参考电流信号，校正后的电流环应该具有：1）、尽可能高的低频增益以减小稳态误差；2）、尽可能大的带宽以实现快速跟随；3）、足够的稳定裕度使系统有很强的鲁棒性；4）、在开关频率处应呈现衰减特性以消除开关噪声。
根据以上的要求，一个双极点单零点补偿环节可以用来补偿电流环，如图2-11所示。
图2-11 电流补偿环结构图Fig.2-11 Diagram of current compensation loop在电流误差放大器响应中，其零点的位置必须位于或低于截止频率的位置。
当零点位于截止频率时，相位裕度为45°；若零点频率更低，则相位裕度将会更大。
一般取相位裕度为45°，此时系统将非常稳定，过冲也很低。
在这里取3C m R R k ==Ω，将电流开环系统的截止频率放在图2-11的零点fz 处，这时开环系统的相位裕度为45°[37]。
fz 取开关频率的十分之一即10kHz ，根据环路在截止频率处增益为一的原则，由公式（2-10）代入相关参数得到i R =14.7k Ω，取15 k Ω。
z C 与i R 将形成一个零点，根据1102z i zf kHz R C π==从而得到z C = 1.06nF ，取1nF 。
1()()1o ii s m id i sm cV R G s R F G s A R V sL R === （2-10）另外，设计时通常会在电流误差放大器响应靠近开关频率的位置添加一个极点，以降低噪声灵敏度。
在这里将极点fp 放在80kHz 处,根据1802p i pf kHz R C π==得到p C = 0.13nF ，取0.1nF 。
绘出经过补偿后的电流内环开环bode 图如图2-12所示。
图2-12 电流内环开环bode 图 Fig.2-12 Bode diagram of current open loop2.2.2.2.22 电压外压外环环为了使系统稳定，必须对电压控制回路进行补偿。
但因为电压环的带宽相对于开关频率而言太低，所以对带电压回路控制的主要目的是使输入失真达到最小，而不是用来提高系统稳定度。
因此回路的带宽必须足够小，才能减少输出电容上的线频率的二次谐波以降低输入电流的调制量。
此外电压误差放大器必须提供足够的相移，以使调制保持与输入线路同相，如此方能达到较高的功率因数。