“填谷式”功率因数校正电路原理
填谷式pfc电路 -回复
填谷式pfc电路-回复什么是填谷式PFC电路？填谷式PFC（功率因数修正）电路是一种用于改善电力系统功率因数的技术。
它是一种逆变器电路，通过控制输入电流波形来减少谐波，提高功率因数并降低电网对电源负载的需求。
对于高功率负载，填谷式PFC电路非常有效，可以显著降低能源损耗，并减少对电网的负荷。
为什么需要填谷式PFC电路？填谷式PFC电路在电力系统中具有重要作用。
在传统的电力系统中，负载通常是非线性的，会产生许多谐波。
这些谐波会导致电网的功率因数下降，能源浪费，并可能对电网的稳定性产生负面影响。
为了解决这个问题，填谷式PFC电路被广泛应用。
填谷式PFC电路的工作原理是什么？填谷式PFC电路利用了谐波波形具有不利影响的特性。
电路的输入电流是通过晶体管开关控制的，以使其与电源电压同相，并且尽量接近正弦波。
通过调整开关的频率和占空比，填谷式PFC电路可以在最佳点填补电源电压波峰之间的间隙，避免电流在电源电压波形下的波峰处流过。
这样，谐波能够被最小化，功率因数也能够被最大化。
填谷式PFC电路有哪些优点？填谷式PFC电路具有多个优点。
首先，它能够显著提高电力系统的功率因数，减少能源浪费。
其次，填谷式PFC电路具有更高的效率，能够提供更好的电源负载跟踪和动态响应能力。
此外，填谷式PFC电路还能够减少电网对电源负载的负载需求，提高系统的稳定性和可靠性。
填谷式PFC电路应用领域是哪些？填谷式PFC电路广泛应用于多个领域。
其中一种应用是在电力系统中，特别是在大型工业和商业建筑中。
填谷式PFC电路可以减少电网的负载需求，提高功率因数，降低能源浪费。
另一个应用是在电动汽车充电桩中，填谷式PFC电路可以提高充电效率，减少电网负荷，加快充电速度。
此外，填谷式PFC电路还可以应用于太阳能发电系统、风力发电系统等可再生能源系统中，提高系统的效率和稳定性。
填谷式PFC电路的发展前景如何？填谷式PFC电路在电力系统中的应用前景非常广阔。
功率因数校正的分析
功率因数校正的分析功率因数校正是一种校正电气设备的技术，旨在改善电力系统的功率因数，提高电能的利用效率。
它对降低电能损耗、增加输电距离、改善电力质量等方面具有重要意义。
本文将对功率因数校正的原理、方法和应用进行详细的分析。
首先，我们来了解功率因数的概念。
功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率的比值。
在电力系统中，负载的功率因数越低，说明负载对电能的利用效率越低。
例如，功率因数为0.7的电机，其视在功率是有功功率的倒数，即有147%的电能浪费在线路和变压器上。
所以，提高负载的功率因数对于节约能源具有重要的作用。
接下来，我们探讨功率因数校正的原理。
功率因数的补偿可以通过两种方式实现：被动校正和主动校正。
被动校正是指增加并联电容器或电感器，来补偿负载的无功功率。
这种方式简单、成本较低，但对电流谐波产生不利影响。
主动校正则采用电子装置，通过逆变器和电容器的控制，实现在线校正负载的功率因数。
主动校正方式不受谐波干扰，可在较宽的功率范围内校正功率因数，但设备和安装的成本较高。
然后，我们介绍功率因数校正的方法。
根据负载特点和电网需求，有多种方法可用于功率因数校正。
最常见的方法是并联补偿和串联补偿。
并联补偿是在负载侧并联连接电容器或电感器，通过无功功率的补偿来提高功率因数。
串联补偿是在电源侧串联连接逆变器和电容器，通过控制输出电流和电压来改善负载的功率因数。
此外，也可采用混合补偿方法，即并联和串联补偿的结合，根据实际情况综合考虑。
功率因数校正的应用非常广泛。
在工业领域，大型电机、电离发生器、弧炉等设备都需要进行功率因数校正，以提高电能的利用效率和降低能耗。
在商业和住宅领域，办公楼、超市、酒店、居民小区等场所，安装功率因数校正装置可以减少电能的浪费和降低电费。
此外，电力公司也可在配电网中使用功率因数校正装置，以改善电压质量、提高电能的传输效率。
然而，功率因数校正也面临一些挑战和限制。
首先，校正装置的选择和安装需要根据负载特点和电网要求进行合理设计，避免过校正或欠校正。
功率因数校正电路
则在一个开关工作周期中，经过占空比调制输出信号的平均值就与控 制信号的平均值相等，则下式成立：
这样， 在一个工作周期中实时的调制输出信号的有效值，就可得到输 出有效值的表达式：
单周期buck变换器
单周期PFC控制
100k
R4 LM324
100k
R3 100k R7
X4
7 V10
1.李慧."基于数字峰值电流控制的PFC电路设计"浙江大学. 2.张祥东,钱峰."单周期控制连续导电模式 PFC 原理和应用".上海华东理工大学自动化 研究所. 3.Keyue M. Smedley and Slobodan Cuk. "ONE-CYCLE CONTROL OF SWITCHING CONVERTERS".IEEE 4."功率因数校正手册".安美森半导体.2004.8 5.盛健健."单周期控制CCMPFC芯片的设计".电子科技大学
*D
1 T
0
Vm (t)dt
张祥东,钱峰。"单周期控制连续导电模式 PFC 原理和应用".上海华东理工大学自动化研究所
得到控制方程组：
V1(t) Vm Iin * Rs
DT
V2(t )
1 T
0
Vm (t)dt
只要上面两式相等就可以确定占空比D。由上式可以看出控制部分只 要有一个加法器、一个积分器、一个比较器即可实现控制大大简化了 控制电路。
谐波的存在会使连接在同一电源系统中的相关的电子设备 在正常工作中产生一些不必要的干扰，而出现错误的工作 状态。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。
为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。
最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。
滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。
根据桥式整流二极管的单向导电性，只有在AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。
电源管理-功率因数校正之基本原理
■何謂工率因數？功率因數（power factor；pf）定義為實功（real power；P）對視在功率（apparent power；S）之比，或代表電壓與電流波形所形成之相角之餘弦，如圖1。
功率因數值可由0至1之間變化，可為電感性（延遲的、指標向上）或電容性（領先的、指標向下）。
為了降低電感性之延遲，可增加電容，直到pf為1。
當電壓與電流波形為同相時，工率因數等於1（cos(0o)=1）。
所有努力使工率因數等於1是為了使電路為純電阻化（實功等於視在功率）。
→就是增加電容，減低電感性讓pf=1。
▲圖1: 功率因數之三角關係。
實功（瓦特）可提供實際工作，此為能量轉換元素（例如電能到馬達轉動rpm）。
虛功（reactive power）乃為使實功完成實際工作所產生之磁場（損耗）。
而視在功率可想成電力公司提供之總功率，如圖1所示。
此總功率經由電力線提供產生所需之實功。
當電壓與電流皆為正弦波時，如前述定義之功率因數（簡稱為功因）為電壓與電流波形之對應相角，但大部份之電源供應器之輸入電流乃非正弦波。
當電壓為正絃波而電流為非正弦波時，則功因包括兩個因素：1)相角位移因素，2)波形失真因素。
等式1表示相角位移與波形失真因素之於功因的關係。
----------------------------------------------------(1)Irms(1)為電流之主成份，Irms電流之均方根值。
因此功率因數校正線路是為了使電流失真最小，且使電流與電壓同相。
當功因不等於1時，電流波形沒有跟隨電壓波形，不但有功率損耗，且其產生之諧波透過電力線干擾到連接同一電力線之其它裝置。
功因越接近1，幾乎所有功率皆包含於主頻率，其諧波越接近零。
■瞭解規範EN61000-3-2對交流輸入電流至第40次諧波規範。
而其class D對適用設備之發射有嚴格之限制（圖2）。
其class A要求則較寬鬆（圖3）。
▲圖2:電壓與電流波形同相且PF=1(Class D)。
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。
填谷式pfc电路
填谷式pfc电路【最新版】目录1.填谷式 PFC 电路的概述2.填谷式 PFC 电路的工作原理3.填谷式 PFC 电路的优点与应用4.填谷式 PFC 电路的局限性与未来发展方向正文一、填谷式 PFC 电路的概述填谷式 PFC 电路，全称为填谷式功率因数校正电路，是一种用于提高电力系统功率因数的电路。
在现代工业生产和居民生活中，电力系统中存在的谐波对电气设备和电力系统本身造成了很大的影响，降低了系统的稳定性和可靠性。
因此，为了减少谐波对电力系统的影响，提高系统的功率因数，填谷式 PFC 电路应运而生。
二、填谷式 PFC 电路的工作原理填谷式 PFC 电路主要由三个部分组成，即输入滤波器、PFC 控制器和输出滤波器。
工作原理如下：1.输入滤波器：输入滤波器主要负责滤除输入电压中的谐波成分，使得输入电压更加干净。
2.PFC 控制器：PFC 控制器是填谷式 PFC 电路的核心部分，通过对输入电压和电流的实时采样和控制，使得输出电压和电流之间的相位差减小，从而达到提高功率因数的目的。
3.输出滤波器：输出滤波器主要负责滤除输出电压中的谐波成分，使得输出电压更加干净。
三、填谷式 PFC 电路的优点与应用填谷式 PFC 电路具有以下优点：1.较高的功率因数：填谷式 PFC 电路能够有效地提高电力系统的功率因数，从而减少谐波对系统的影响。
2.较低的谐波污染：填谷式 PFC 电路能够有效地滤除输入和输出电压中的谐波成分，降低谐波污染。
3.较好的动态响应性能：填谷式 PFC 电路具有较快的动态响应速度，能够适应不同工况下的电力系统需求。
因此，填谷式 PFC 电路广泛应用于工业生产、居民生活等领域，如电力驱动、通信设备、家用电器等。
四、填谷式 PFC 电路的局限性与未来发展方向尽管填谷式 PFC 电路具有诸多优点，但仍存在一些局限性，如较高的成本、较复杂的控制算法等。
为了克服这些局限性，未来填谷式 PFC 电路的发展方向主要体现在以下几个方面：1.降低成本：通过采用低成本的材料和优化的设计方案，降低填谷式PFC 电路的成本，提高其市场竞争力。
功率因数校正
采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用北京信息职业技术学院 100031 路秋生简介：本文主要介绍了有源功率因数校正（APFC）的工作原理、电路分类。
并对在国内得到广泛应用的UC3854集成电路的典型应用电路、工作原理做了介绍、分析。
关键词：功率因数（PF）有源功率因数校正乘法器除法器一．功率因数校正原理1．功率因数（PF）的定义功率因数（PF）是指交流输入有功功率（P）与输入视在功率（S）的比值。
即所以功率因数可以定义为输入电流失真系数（）与相移因数（）的乘积。
可见功率因数（PF）由电流失真系数（）和基波电压、基波电流相移因数（）决定。
低，则表示用电电器设备的无功功率大，设备利用率低，导线、变压器绕组损耗大。
同时，值低，则表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，严重时，对三相四线制供电，还会造成中线电位偏移，致使用电电器设备损坏。
由于常规整流装置常使用非线性器件（如可控硅、二极管），整流器件的导通角小于180o，从而产生大量谐波电流成份，而谐波电流成份不做功，只有基波电流成份做功。
所以相移因数（）和电流失真系数（）相比，输入电流失真系数（）对供电线路功率因数（PF）的影响更大。
为了提高供电线路功率因数，保护用电设备，世界上许多国家和相关国际组织制定出相应的技术标准，以限制谐波电流含量。
如：IEC555-2， IEC61000-3-2，EN 60555-2等标准，它们规定了允许产生的最大谐波电流。
我国于1994年也颁布了《电能质量公用电网谐波》标准（GB/T14549-93）。
传统的功率因数概念是假定输入电流无谐波电流（即I1=I rms或=1）的条件下得到的，这样功率因数的定义就变成了PF =。
二．PF与总谐波失真系数（THD：The Total Harmonic Distortion）的关系三.功率因数校正实现方法由功率因数可知，要提高功率因数，有两个途径：1.使输入电压、输入电流同相位。
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1.3.1 “填谷式”功率因数校正电路方法
这种所谓的填谷式功率因数校正方法需要用到额外的二极管和电容器，通过改变存储电容各充电和放电阶段的电路效率来提高功率因数。
这种情况并不是真正的无源（没有LC滤波器），而是有源的，只是因为在一个周期的不同时期二极管的开关工作。
这种方法是由Spangler于1988年提出的。
最近，KitSum采用Spangler电路的倍电压类型的计算机模拟结果表明功率因数有可能达到98％。
在低功率应用如荧光灯中该低成本解决方案是很有潜力的，原始的Spangler方案已在这方面应用了很多年。
它是一个不容忽视的好的、廉价、实用有效的解决方案。
图4.1.7给出了原始的Spangler电路，图4.1.8给出了计算机模拟的该电路输入所期望的电流波形。
图4.1.9给出了新型的倍电压类型的Spangler电路，图4.1.10给出了计算机模拟的在倍电压类型电路的输入所期望的电流波形。
4.1.7低功率应用时的“填谷式”功率因数校正电
路
(Spangler)
图4.1.8 Spangler电路的典型输入电流波形
4.1.9 改进后的“填谷式”功率因数校正电路
(Spangler和
KitSum) 4.1.10 改进后的Spangler电路的输入电流的波
形
1.3.2功能
在简单条件下，图4.1.7所示填谷式功率因数校正电路的功能如下：
考虑输入正弦波为刚过零点的情况。
设加在负载R1上的输出电压约为供电输入电压峰值的１/3 ，C1通过D3给负载供电，同时C2通过D2给负载供电。
因此C1和C2是以并联的方式给负载供电。
二极管D1反偏不导通。
因为电源桥式整流器BR1的输出电压超过供电电压，所以桥路二极管被反向配置而输入电流将为零，如图4.1.8中波形的起始部分所示。
当输入电压大于输出电压时，BR1将导通以增大输出电压。
此时二极管D2和D3将关断，电容器C1和C2将停止向负载供电。
因此负载电路现在直接从电源通过桥式整流器提供，因供电电压小于C1和C2上的电压之和，这时D1将不导通。
直到供电电压达到C1和C2上的电压之和时，加到整流桥输出的负载才是线性的负载，输入电流将和输入电压一样为正弦波形。
当供电电压达到峰值时，它将超过C1和C2上的电压之和，D1通过C2、D1、R2和C1导通并再对串联电容器充电。
供电电压峰值附近的短暂电流被电阻器R2限流。
当供电电压开始下降时，所有的二极管都将关断，负载电流又重新直接通过整流桥BR1供电。
当供电电压刚下降到原来峰值的50％时，二极管D3和D2将重新导通，通过并联的C1和C2
对负载供电。
这种类型的电路，输出纹波电压将超过半波整流后电压峰值的50％，与电容器的大小无关。
因此这种方法仅适用于那些可以承受大的纹波电压的负载。
改进后的电路如图4.1.9所示，小电容C3和C4产生的倍压效应使得在很低的供电电压下依然能够导通，填充了电流波形内的关断部分，如图4.1.10所示，稍微减少了失真。
C3和C4比C1和C2小得多。
填谷电路原理如下图，比如220V AC整流滤波后是310V左右的DC，电容串联充电,每个电容器分得的电压大概是155V左右，然后并联放电就也是155V左右；同理90V的AC整流滤波后是130V 左右的DC，电容串联充电，每个电容器分得的电压大概是65V左右,然后并联放电就也是65V左右。
这是一种典型的逐流电路，90年代在照明行业很流行,后来发现这种电路的缺点是供给开关管的直流电压波峰比很高，输出电流波峰比也很高。
填谷电路不适合做降压型电源的。
因为填谷电路滤波的电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半。
填谷式的整流方式整流后的输出电压比普通整流后的输出电压低不少，这才是要注意的，有可能用填谷式后在低压输入的时候带载不足。
因此可能要加大电感量才能提高到普通整流时的输出功率。
这个电路用于LED照明，谐波测试CLASS D和CLASS B根本就没有办法过，CLASS C 也过不了。
二极管串联的是10 ohm/0.5W的电阻。
改变一下(增大)可能PF会好些，但是，待机会有问题的。