基于SEPIC的功率因数校正电路的参数设计与分析(精)
基于ICE2PCS01的有源功率因素校正的电路设计
（ 西北 工 业 大 学 电 子信 息 学 院 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
Hale Waihona Puke 摘要 ： 针 对 开 关 电 源 中的 整 流 电路 和 其 本 身 的 非 线 性 负载 特 性 产 生 大 量谐 波 污 染 公 共 电 网 问题 ． 提 出 了一 种 高功 率
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘｉ ’ 帆 ７ １ ０ １ ２ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ １卷 第 ７期
Ｖ０ ｌ ＿ ２１
Ｎｏ ． ７
— —
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
—
２ ０ １ ３年 ４月
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ３
基于 Ｉ Ｃ Ｅ ２ Ｐ Ｃ Ｓ ０ １的有 源功率 因素校 正的 电路设计
因素 校 正 电路 。 采 用 英 飞 凌 （ Ｉ ｎ ｆ ｉ ｎ ｅ ｏ ｎ ） 公 司的 Ｃ Ｃ Ｍ 控 制 模 式 功 率 因素 校 正 芯 片 Ｉ Ｃ Ｅ ２ Ｐ Ｃ Ｓ ０ １ 控 制 驱 动 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ开关 管， 并 与 升压 电 感 、 输 出 电容 等 组 成 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ 拓 扑 结构 。 输 入 电流 与基 准 电 流 比 较 后 的 误 差 电 流 经过 放 大 ． 再与 Ｐ ＷＭ 波 比较 ， 得 到 开 关 管驱 动 信 号 ， 快 速 而 精 确 地使 输入 电 流 平 均值 与输 入 整 流 电压 同相 位 。 接 近正弦波。 结果表明 ， 该 电路 方案能大大减小输入电流的谐波分量 ， 在 Ａ Ｃ １ ７ ６ Ｖ 一 ２ ６ ４ Ｖ 的 宽 电压 输 入 范 围 内得 到 稳 定 的 Ｄ Ｃ ３ ８ ０ Ｖ输 出 ． 功 率 因素 高
基于NCP1653的功率因数校正电路设计
基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计
年 级:2005 级 学 号:20051623 姓 名:张圣恒 专 业:电气工程及其自动化 指导老师:何晓琼
2009 年 6 月
西南交通大学本科毕业设计(论文) 院 系 年 级 题 目 指导教师 评 语 电气工程学院 专 业 2005 级 姓 名 基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计
完成日期：
基于 NCP1653 的功率因数校正电路设计 电力电子装置的谐波污染和功率因数问题已经被广泛重
1、 本论文的目的、意义
视，针对谐波污染和功率因数问题，许多国家和地区已制定了相关的标准和规定， 以 限制谐波的危害，净化电磁环境。为满足应用的需求，功率因数校正技术在越来越多 的电力电子装置中采用，因此，功率因数校正技术已成为当今电力电子技术领域的研 究热点，并出现了一系列用于功率因数校正的控制芯片。本文要求在对功率因数校正 技术和基本原理充分了解的基础上， 对基于电流连续模式的功率因数校正控制方法进 行研究，按照给定的设计指标对电路进行设计，并对设计结果进行仿真，并采 用 NCP1653 控制芯片完成原理图并制作电路板，同时进行电路板的调试与测试，最后对 整个设计进行总结。 2、学生应完成的任务 （1）了解功率因数校正技术的发展现状及应用特点； （2）分析采用 BOOST 变换器的有源功率因数校正原理和应用情况； （3）分析有源功率因数校正的控制方式； （4）对 CCM 和 DCM 两种控制方式进行比较； （5）分析 NCP1653 芯片的原理与应用特性； （6）按照给定参数指标对主电路进行设计； （7）对设计结果进行仿真分析验证； （8）采用 NCP1653 控制芯片设计原理图和绘制电路板 （9）对电路板进行调试和测试； （10）对设计合理性进行分析总结
基于SEPIC变换器的LED驱动电源设计论文
本科毕业设计(论文)题目：基于SEPIC变换器的LED驱动电源设计摘要近年来，全球能源短缺和环境污染日趋严重。
人们都渴望使用节能和环保的新技术，所以人们把照明电源提出了更高的要求。
节能和环保的LED照明产业引起了前所未有的关注。
LED驱动电源作为研究对象，本论文做了以下的研究工作。
首先，分析可LED特性，研究了多种拓扑结构以及工作原理，并选择了SEPIC结构作为LED驱动电源的主拓扑。
其次，设计了基于SEPIC驱动电源，在临界电流模式下用单级变换电路实现了功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）功能。
最后，针对LED特性，设计了反馈控制回路，使该电源可对LED恒流供电，保证了LED稳定发光，同时具有过压、过流保护功能。
实验结果表明，基于SEPIC变换器的LED电源设计，功率因数PFC大于92％，电源变换效率大于85％，满足性能指标要求。
关键词:LED ；SEPIC变换器；功率因数校正，恒流供电。
Design of LED Driver Power Supply Based on SEPIC ConverterAbstractIn recent years, global energy shortages and environmental pollution are becoming more serious. People are eager to use the new technology of saving energy and environmental protection, so people put the forward higher request for lighting power supply. LED lighting industry of energy conservation and environmental protection has brought unprecedented attention.LED driver power supply is made as the research object in the article and the following research works are done.Firstly, the characteristics of LED and the principles of several circuit topologies are studies. SEPIC topology is chosen as the main structure of the power supply. Secondly, the power supply is single stage and realizes PFC (Power Factor Correction) with critical current mode. Thirdly, the feedback control circuit is designed according to the characteristics of LED. The feedback control circuit makes the power supply the constant-current source. It ensures LED lighting stability and has the function of over-voltage and over-current protection.The experimental results show that the SEPIC converter-based LED power supply design, power factor, PFC greater than 92% power conversion efficiency greater than 85%, to meet the performance requirementsKeywords: LED, SEPIC Converter，Power-Factor-Correction，Constant-Current目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题研究的背景意义 (1)1.2LED照明的发展及国内外研究现状 (2)1.3本文研究的主要内容 (3)2LED特性及电路拓扑结构 (4)2.1LED特性 (4)2.1.1 LED的电学特性 (4)2.1.2 LED的光学特性 (6)2.2LED驱动电源特性 (8)2.3电路拓扑结构 (9)3电路设计 (14)3.1设计目标及主要技术指标 (14)3.2SEPIC功率因数校正电路的设计 (15)3.2.1 SEPIC原理 (15)3.2.2 SEPIC工作模式分析 (15)3.2.3 耦合电感的分析 (19)3.2.4 器件参数计算和电路图设计 (21)3.2.5 PFC芯片L6562 (24)3.2.6 SEPIC功率因数校正电路 (26)3.3反馈电路 (26)3.3.1 反馈回路芯片介绍 (26)3.3.2 工作过程 (28)3.3.3 反馈电路设计 (28)3.4整流电路和自供电电路 (29)4电路制作与调试 (31)4.1电路制作 (31)4.2测试结果及分析 (32)5结论 (34)参考文献 (35)致谢.................................................................. 错误！未定义书签。
有源功率因数校正电路设计
有源功率因数校正电路设计
有源功率因数校正电路是一种电路设计方案，用于调整电路功率因数，提高功率因数的数值。
传统的电路设备通常具有低功率因数，这会导致能
源浪费和电网负载过大。
有源功率因数校正电路的设计目的是使电路的功
率因数尽可能接近1，提高能源利用率和电力系统的稳定性。
直流母线电压检测模块用于检测直流母线的电压，并将其转化为电压
信号输出。
交流输入电压检测模块用于检测交流输入电压，并将其转化为
电压信号输出。
这两个模块的信号将作为输入信号输入到控制逻辑与驱动
模块。
这些输入信号将被控制逻辑模块分析处理，用于控制整流器和直流
-交流逆变器模块。
整流器模块的作用是将交流电转化为平滑的直流电，在此过程中，由
于非线性元件的存在，电流波形可能会出现畸变。
因此，需要使用滤波电
路对电流进行滤波，消除谐波，并将输出电流的波形调整为与输入电压同
频率的正弦波。
直流-交流逆变器模块的作用是将直流电转化为交流电，并将其输出。
为了使逆变器的工作更加稳定，需要使用滤波电路对输出电流进行滤波，
消除谐波，并将波形调整为与输入电压同频率的正弦波。
功率放大器输出滤波模块的作用是对功率放大器输出的电流波形进行
滤波，使其更加接近理想的正弦波，并消除谐波。
总的来说，设计有源功率因数校正电路需要综合运用电路和控制理论
的知识。
通过合理设计各个模块之间的关系和参数，可以实现对电路功率
因数的校正和调整，提高电路的能源利用率和稳定性。
一种新型的单相Sepic功率因数校正变换器
关 键 词 ： 率 因数 校 正 ； ｅ ｉ 换 器 ； 源 浮 充 平 台 ；单 周 期 控 制 功 Ｓ ｐｃ变 有
力 电 子 与 电 气 控
制。
中 图 分 类 号 ：Ｆ ６ ： Ｍ ７４ １ 文 献 标 志 码 ：Ａ Ｍ４ ห้องสมุดไป่ตู้ Ｔ １．
０ ００ ２－ ４３－４ ０
ｓ ｆｗａ ｅ Ｔｈｅ ｓｍｕａ ｉｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｉ ｎ ｔｏ ｌ ｃ ｉ ｖ ｄ ｂｅｔｒ ｐ ｗｅ ａ ｔｒｃ ｒｅ ｔｏ ｏｔ ｒ． ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｔ ｏ ｎ ｙ ａ ｈ ｅ ｅ ｔｅ ｏ ｒ ｆｃｏ ｏ ｒ ｃｉｎ， ｂ ａｌｗｅ ｒ ｕｔ ｌｏ ｄ ｍｏ ｅ
・
智能配电系统 ・
低压电器（ ０ １ ｏ ２ ２１Ｎ ． ）
一
种 新 型 的 单 相 Ｓ ｐｃ功 率 ｅｉ 因 数 校 正 变 换 器
徐 伟
（ 中国民航 重庆 空管分局 ， 重庆
摘
４ １ ０ ） ０ ２ １
要 ： 用 Ｓｐ 采 ｅｉ 换 器 作 为 功 率 因 数 校 正 的 主 电路 ， 现 断续 状 态下 的功 率 因 ｃ变 实 徐 伟 （ ９ ５ ） １８ 一 ，
ｔ ｎ Ｐ Ｃ ｈ ｎｔｅｃ ｃ ｉ ｏ ｅａ ｄ ｉ Ｄ Ｍ．Ａ ｃｒ ｉ ｉ ｄ ａ ｔ ｅ ｆ ｎ ｕ ｃ ｒ ｎ ｄｓ ｒ ｏ ｎ ｓ ｉ— ｉ （ Ｆ ）ｗ ｅ ｉ ｕｔ ｐ ｒ ｅ ｎ Ｃ ｏ ｈ ｒ ｔ ｃｏｄｎ ｔ ｄ ａ ｖ ｎａ ｓｏ ｐ ｔ ｕ ｒ ｔ ｉ ｏｔ ｎ ａ ｄ ｌ ｓ ｎ ｇｏ ｓ ｇ ｉ ｅ ｔ ｉ ｏ
男 ， 理工程 师 ， 助 硕 ＿ ， 究 方 向 为 电 ｝研 ＝
sepic谐振电路
Sepic 谐振电路Sepic 谐振电路是一种基于 Sepic 拓扑结构的谐振电路，具有高效、稳定、可靠等优点。
本文将介绍 Sepic 谐振电路的原理、结构、特性等方面的内容。
下面是本店铺为大家精心编写的4篇《Sepic 谐振电路》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
《Sepic 谐振电路》篇1一、Sepic 谐振电路的原理Sepic 谐振电路是一种基于 Sepic 拓扑结构的谐振电路，其主要原理是通过 Sepic 拓扑结构中的开关控制，使得电路中的电感和电容组成谐振回路，从而产生谐振现象。
在 Sepic 谐振电路中，通常使用两个电感和两个电容组成谐振回路。
当开关关闭时，电路中的电感和电容组成一个谐振回路，产生谐振现象；当开关打开时，谐振回路被断开，电路中的电容器开始充电或放电，为下一次谐振做好准备。
二、Sepic 谐振电路的结构Sepic 谐振电路通常由以下几个部分组成：1. Sepic 拓扑结构：Sepic 拓扑结构是 Sepic 谐振电路的核心部分，它由一个开关、两个电感和两个电容组成。
开关通常采用场效应管或晶体管等器件，用于控制电路中电感和电容的连接和断开。
2. 谐振回路：谐振回路由两个电感和两个电容组成，是产生谐振现象的关键部分。
电感和电容的数值决定了谐振回路的谐振频率。
3. 负载：Sepic 谐振电路的负载通常是一个电阻或电感等器件，用于消耗电路中的能量。
4. 输入输出接口：Sepic 谐振电路的输入输出接口用于连接外部电路，输入接口通常为交流电源，输出接口通常为负载。
三、Sepic 谐振电路的特性Sepic 谐振电路具有以下几个特性：1. 高效：Sepic 谐振电路采用谐振回路，能够将电能转化为电磁能，从而提高电路的效率。
2. 稳定：Sepic 谐振电路的谐振频率稳定，不受外界因素的影响。
3. 可靠：Sepic 谐振电路采用 Sepic 拓扑结构，具有可靠性高、寿命长等优点。
《Sepic 谐振电路》篇2SEPIC 谐振电路是一种基于 SEPIC 拓扑结构的谐振电路，可以用于实现高压、高功率的应用场合，例如无线电频率功率放大器、激光二极管驱动器等。
三相维也纳整流pfc电路,基于 vienna 整流器的三相功率因数校正电路
三相维也纳整流PFC电路
介绍
三相维也纳整流PFC电路是一种用于改善三相电源功率因数的电路。
它基于维也纳整流器的原理，通过控制电流波形使其与电压波形同相，从而降低了谐波含量，提高了整体功率因数。
工作原理
维也纳整流器是一种变流器，通过控制开关管的导通与关断时间，将三相交流电转换为直流电。
在该电路中，加入了功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）电路，用于改善功率因数。
优势
•提高功率因数，减少无功功率的损耗。
•降低谐波含量，减少对其他设备的干扰。
•改善电网负载特性，减少电网的能量损耗。
应用领域
三相维也纳整流PFC电路广泛应用于各种需要高功率因数且对电网负载要求较高的设备，如电动机驱动器、变频器、交流电源等。
总结
三相维也纳整流PFC电路是一种重要的功率因数校正技术，通过减少无功功率的损耗和谐波干扰，提高了电力系统的效率和稳定性。
PFC电路与BOOST电路设计实例
• 以后由定频时钟再次开通开关，如此进行周期性变化
• 电感电流的峰值包络线跟踪整流电压Vdc的波形，使输入电流与输入电压同
相位，并接近正弦波
21
PFC控制方法——CCM-Average Current Control
2. 平均电流控制
平均电流控制的原理框图入下
23
PFC控制方法——CCM-Average Current Control
ui
其中，di ima，x 因此 dt To如果输入周期内各开关周期的占空比近 似不变时，电感电流的峰值与输入电压 成正比。因此，输入电流波形自然跟随 输入电压波形，电路不需要电流控制环 即可实现PFC功能。
12
基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCM
当电感电流达基准下限值时，开关管导通，电感电 流上升，当电感电流达基准上限值时，开关管关断， 电感电流下降
电流滞环宽度决定了电流纹波大小.开关频率由环宽
决定（变频）
i
imax
iL
imin
Ug
t
27
PFC控制方法——CCM-Hysteretic Current Control
优点
电流环带宽高 具有很强且具有很强的鲁棒性和快速动态响应能力 电流跟踪误差小 硬件实现容易。
P视在
Vrms I rms
I rms
功率因数校正的任务
正弦化，使电流失真因数 1 同相位，使相移因数 cos＝1
4
功率因素校正（PFC）
功率因素校正PFC是十几年电源技术进步的重大领域，它 的基本原理是：
是电源输入电流实现正弦波，正弦化就是要使其谐波为
零，电流失真因数 1
保证电流相位与输入电压保持同相位，两波形同相位，
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基于SEPIC的功率因数校正电路的参数
设计与分析
1引言电力电子装置日益广泛的应用，使得谐波污染问题引起了人们越来越多的关注。
电力电子技术的进步，使得功率因数校正问题的研究也越来越深入。
传统的功率因数校正电路由Boost电路构成。
这种电路控制复杂，输出电压比输入高，难以实现输入输出的电气隔离。
而由反激电路构成的功率因数校正电路必须工作在电感电流断续的状态，往往需要大体积的EMI滤波器。
而SEPIC 电路用于PFC有着其天然优势。
由于其前级类似于Boost，从而可以保证输
1 引言
电力电子装置日益广泛的应用，使得谐波污染问题引起了人们越来越多的关注。
电力电子技术的进步，使得功率因数校正问题的研究也越来越深入。
传统的功率因数校正电路由Boost电路构成。
这种电路控制复杂，输出电压比输入高，难以实现输入输出的电气隔离。
而由反激电路构成的功率因数校正电路必须工作在电感电流断续的状态，往往需要大体积的EMI滤波器。
而SEPIC 电路用于PFC有着其天然优势。
由于其前级类似于Boost，从而可以保证输入电流的连续，减小了输入EMI；而其输出又类似于反激，易于实现电气隔离。
近来，SEPIC-PFC电路正受到越来越多的关注。
[1][2][3][4]
单独的SEPIC电路只须工作在电流断续状态就能自然实现PFC，这里所说的断续是指二极管上的电流断续，而输入升压电感上的电流是连续的。
在开环工作状态下其理论功率因数为1，因此，无需专用控制芯片[2]。
2 SEPIC-PFC电路的工作原理
SEPIC-PFC电路原理如图1所示，输入交流电压u i=U i sinωt。
假设开关频率比母线频率大得多，由“准稳态”的分析方法及SEPIC电路的工作原理[6]可以知道：电容C c上的电压u cc=U i|sinωt|。
图1 SEPIC-PFC电路
在一个开关周期内，电路工作可以分为三个模态[2]。
2.1 工作模态1
S开通，电路模态如图2（a）所示，假定电路工作在二极管电流断续，L1电流连续的状态。
S开通前有
iL1=－iL2=i1当t on=DT s，S导通结束时，如图2（d）所示，应有
iL1,pk=i1＋DT s （1）
iL2,pk=－i1＋DT s （2）
式中：D为占空比；
u i=U i|sinωt|；
T s为开关周期；
i1，－i1，iL1,pk，iL2,pk分别为S开通前L1，L2上的电流及此模态结束时L1，L2上的电流。
2.2 工作模态2
S关断，D导通，电路模态如图2（b）所示，此时，L1，L2同时向副边传输能量，C c充电。
S关断瞬间，二极管上电流最大值为
i（3）
式中：n为变压器副边与原边匝数之比；
L
模态2结束时应有
iL1=i1＋DT s′T s （4）
iL2=－i1＋DT s′T s （5）
式中：D′T s为该模态持续时间。
显然，当DT′T s时该模态结束，可以得出该模态持续时间为
D′Tωt| （6）
式中：M=U o/U i。
（a）电路模态1等效电路
（b）电路模态2等效电路
（c）电路模态3等效电路
（d）iL1，iL2，i D电流示意图
图2 电路三个工作模态等效电路与相关电流示意图2.3 工作模态3
S关断，D关断，电路模态如图2（c）所示，此时，L1，L2上的电流分别为i1，－i1。
如图2（d）所示，二极管上的电流i D在一个开关周期的平均值为
i
将式（3），式（6）代入可得
i（7）
i D在一个母线周期内的平均值为
I（8）
由于在一个开关周期内，L1，L2，C c并不吸收能量，。