几种功率因数校正的新方法
有源功率因数校正技术及控制方式分析
有源功率因数校正技术及控制方式分析摘要：本文深入探讨了有源功率因数校正技术及其控制方式，重点分析了不同类型的APFC电路的工作原理和性能特点，以及控制策略在改善系统性能中的作用。
通过对几种典型APFC电路的实验分析，本文展示了APFC在提高电力电子设备效率、减小谐波污染方面的巨大潜力。
关键词：有源功率因数校正；控制方式；电力电子一、引言随着电力电子技术的迅猛发展，大量非线性负载如开关电源、变频器等被广泛应用，导致电网中谐波含量增加，功率因数降低。
为了解决这一问题，有源功率因数校正技术（APFC)应运而生。
APFC技术不仅可以提高电力电子设备的功率因数，还能减小谐波对电网的污染。
二、有源功率因数校正技术原理及分类1.功率因数及有源功率因数校正的基本概念(1)功率因数是电力系统中非常重要的一个参数，它表示了电压和电流之间的相位差。
在电力系统中，功率因数的大小直接影响到系统的效率和稳定性。
当功率因数大于0时，表示电压超前电流，即正功率；当功率因数等于0时，表示电压和电流同相，即零功率；当功率因数小于0时，表示电压滞后电流，即负功率[1]。
(2)有源功率因数校正是一种电力电子学中的技术，它通过控制电源的相位差来调整系统的功率因数。
这种技术可以有效地提高系统的效率和稳定性，减少系统的损耗。
有源功率因数校正的基本原理是利用一个可控的电源，通过控制这个电源的相位差，来调整系统的功率因数[2]。
2.有源功率因数校正技术分类及其工作原理(1)APFC电路（AC-DC Power Factor Correction Circuit）是一种用于校正交流电压波形的电路，其作用是将交流电压转换成直流电压，以便于后续的电压调节和稳定。
APFC电路的分类有多种，根据不同的应用场景和需求，可以分为不同的类型。
(2)另外一种常见的APFC电路是电流控制型APFC电路。
电流控制型APFC电路的工作原理是通过对输入电流的控制来实现对输出电压的校正和调节。
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。
单相有源功率因数校正电路的设计与实现
单相有源功率因数校正电路的设计与实现引言在电力系统中，功率因数是衡量电路有用功率和视在功率之间关系的一个重要参数。
功率因数不高会导致电网负荷增加、能源浪费等问题。
为了解决这些问题，我们需要设计和实现一个单相有源功率因数校正电路。
本文将详细介绍单相有源功率因数校正电路的设计原理、实现方法以及相关注意事项。
设计原理单相有源功率因数校正电路主要通过引入合适的补偿电流来改善系统的功率因数。
其基本原理是利用控制器对负载端的电流进行采样，并通过控制信号驱动逆变器输出合适的补偿电流。
具体来说，该校正电路包含以下几个主要组成部分：1.采集模块：用于采集负载端的电流信号。
2.控制模块：通过对采集到的信号进行处理，生成控制信号。
3.逆变器模块：将控制信号转换为逆变器输出的补偿电流。
4.滤波模块：对逆变器输出进行滤波处理，以确保补偿电流的稳定性。
5.反馈模块：将逆变器输出的补偿电流反馈到负载端，实现功率因数校正闭环控制。
设计步骤步骤一：采集模块设计采集模块主要用于采集负载端的电流信号。
常用的采集方法有两种：传感器式采集和非传感器式采集。
1.传感器式采集：通过电流互感器或霍尔传感器等，将负载端的交流电流转化为低频信号。
然后通过滤波和放大电路，将信号处理成微弱但具有较高精度的直流电压信号。
2.非传感器式采集：利用测量负载端两个相邻导线之间的压差来计算负载端的电流值。
这种方法不需要直接接触负载线路，可以减少对系统的干扰。
步骤二：控制模块设计控制模块主要对采集到的负载端电流信号进行处理，并生成相应的控制信号。
主要包括以下几个步骤：1.信号放大与滤波：对采集到的低频信号进行放大和滤波处理，以提高信号质量和减小干扰。
2.采样与比较：将处理后的信号与参考信号进行比较，得到误差信号。
3.控制算法：利用控制算法（如PID控制）对误差信号进行处理，生成控制信号。
步骤三：逆变器模块设计逆变器模块主要将控制模块生成的控制信号转换为逆变器输出的补偿电流。
有源功率因数校正 总结
有源功率因数校正一、功率因数的定义功率因数PF 定义为：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。
PF ＝SP ＝R L L I U I U φcos 1=RI I 1cos φ= γcos φ （1） 式中：γ：基波因数，即基波电流有效值I 1与电网电流有效值I R 之比。
I R ：电网电流有效值I 1：基波电流有效值U L ：电网电压有效值cos Φ：基波电流与基波电压的位移因数在线性电路中，无谐波电流，电网电流有效值I R 与基波电流有效值I 1相等，基波因数γ=1，所以PF ＝γ·cos Φ＝1·cos Φ＝cos Φ。
当线性电路且为纯电阻性负载时，PF ＝γ·cos Φ＝1·1＝1。
二、有源功率因数校正技术1．有源功率因数校正分类（1）按电路结构分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式（boost ）。
其中升压式为简单电流型控制，PF 值高，总谐波失真（THD ：Total Harmonic Distortion ）小，效率高，适用于75W~2000W 功率范围的应用场合，应用最为广泛。
它具有以下优点：● 电路中的电感L 适用于电流型控制● 由于升压型APFC 的预调整作用在输出电容器C 上保持高电压，所以电容器C 体积小、储能大● 在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数● 输入电流连续，并且在APFC 开关瞬间输入电流小，易于EMI 滤波 ● 升压电感L 能阻止快速的电压、电流瞬变，提高了电路工作可靠性（2）按输入电流的控制原理分为：平均电流型（工作频率固定，输入电流连续）、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型。
图1 输入电流波形图其中平均电流型的主要有点如下：●恒频控制●工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。
●能抑制开关噪声●输入电流波形失真小主要缺点是：●控制电路复杂●需用乘法器和除法器●需检测电感电流●需电流控制环路EMI：电磁干扰（Electromagnetic-interference）（3）按输入电流的工作模式分为：连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)和不连续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)。
功率因数低的解决方案
功率因数低的解决方案
功率因数低是一种普遍存在的电力问题，它会导致电网过载、设备损坏、能源浪费等一系列问题。
为了解决这一问题，我们可以采取以下措施：
1. 安装功率因数校正装置：功率因数校正装置可以通过调节电容器的容量，提高电路的功率因数。
这样可以减少能源浪费，延长设备寿命。
2. 定期维护设备：电力设备因长期运行会导致电容器老化、电路接触不良等问题，这些问题都会导致功率因数降低。
因此，定期维护设备，及时更换电容器等部件，可以保持合理的功率因数。
3. 优化电路结构：在电路设计时，应优化电路结构，减少电路的损耗。
同时，应根据负载情况合理选择电容器容量和安装位置，以最大程度地提高功率因数。
4. 提高能效：提高设备和系统能效，降低负荷功率，也是提高功率因数的一种方法。
在能源管理方面，可以通过推广节能技术、改善生产工艺、优化设备使用等方式，实现能效提升，减少功率因数低的问题。
通过以上解决方案，可以有效提高电路的功率因数，降低能源浪费，保证电力系统稳定运行。
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提高功率因数的原理
提高功率因数的原理提高功率因数是通过改变电路中的元件或者引入新的元件来实现的。
功率因数是指交流电路中实际功率与视在功率之间的比值，是衡量电路中有用功率与无用功率之间的比例关系。
功率因数的提高可以使电路更加高效、节能，减少电能的浪费。
提高功率因数的原理可以从多个方面进行阐述，下面将从比较通用的几种方法进行介绍。
1. 使用功率因数校正设备功率因数校正设备是一种专门设计用来提高功率因数的装置。
它通常由电容器、电抗器等元件组成，可以根据电路的实际情况来调整功率因数。
在交流电路中，由于电感和电容的存在，会导致电路产生感性和容性无功功率，在一定程度上降低功率因数。
功率因数校正设备通过加入电容器或者电抗器的方式来补偿这些无功功率，从而提高整个电路的功率因数。
2. 增加电感元件在某些情况下，电路中可能会缺乏足够的电感元件，导致电路的功率因数较低。
通过增加电感元件，可以提高电路的功率因数。
电感元件可以减少电路中的感性无功功率，从而改善功率因数。
3. 优化电路拓扑结构合理设计电路的拓扑结构也是提高功率因数的重要手段。
通过对电路进行合理的拓扑结构设计，可以减少电路中的谐波和电磁干扰，从而改善电路的功率因数。
通过降低电路中的谐波和杂波的影响，可以使电路中的实际功率和视在功率之间的差异降低，从而提高功率因数。
4. 使用高效率元件选用高效率的电子元件也是提高功率因数的重要途径。
高效率的元件可以减少电路中的损耗，从而降低无用功率的消耗，提高功率因数。
例如，采用高效率的开关电源等元件，可以使电路更为节能，并且提高功率因数。
总的来说，提高功率因数是通过优化电路拓扑、选用高效率元件，增加电感元件以及使用功率因数校正设备等方法来实现的。
这些方法可以相互结合，根据电路的具体需求来进行选择，以达到提高功率因数的目的。
提高功率因数不仅可以提高电路的效率，还可以减少电能的浪费，对于工业生产和能源节约具有重要意义。
功率因数校正技术
功率因数校正技术哎呀，说起功率因数校正技术，这玩意儿听起来挺高大上的，其实就是咱们日常生活中电老虎的“小管家”。
你可能会问，电老虎？对，就是那个一不留神就能让你家跳闸的家伙。
好了，不扯远了，咱们聊聊这个功率因数校正技术。
记得有一回，我在家里捣鼓我的小工作室，那会儿我正忙着给一堆电子设备供电。
你也知道，现在这玩意儿，一个比一个耗电，什么电脑啊、打印机啊、音响啊，还有那台我新买的咖啡机，都是电老虎。
我正忙着呢，突然，啪的一声，家里跳闸了。
我那个气啊，心想这电费也没少交，怎么就这么不给力呢？后来，我上网查了查，才知道这事儿跟功率因数有关。
功率因数，说白了，就是电老虎吃进去的食物（电能）和它实际能干的活（有效功率）之间的关系。
如果这个比值低，那就意味着电老虎吃进去的食物，其实干不了多少活，这不就浪费了嘛。
而且，电老虎一浪费，咱们的电费也就跟着涨。
所以，我就琢磨着，得找个法子让电老虎吃得少，干得多。
这时候，功率因数校正技术就派上用场了。
这技术，说白了，就是给电老虎装个“小管家”，让它吃进去的食物更有效地转换成干活的能量。
我在网上找了好久，终于找到了一个功率因数校正模块。
这东西，看起来挺复杂的，但用起来其实挺简单。
我就按照说明书，把它接到了我的电源线上。
你还别说，自从装了这个“小管家”，家里的电老虎好像听话多了，不仅没再跳过闸，电费也降了不少。
具体来说，这个模块是怎么工作的呢？它其实就是通过调整电流和电压的相位，让它们更同步，这样电老虎就能更有效地利用电能。
就好比你给电老虎喂食物，以前是乱喂一气，现在则是定时定量，让它吃得更舒服，干活也更有劲。
现在，我的工作室里，那些电子设备都乖乖的，不再闹脾气了。
我也能安心地做我的事情，不用担心突然断电的问题。
而且，看着电费单上那减少的数字，心里那个美啊。
总之，功率因数校正技术，对我来说，就像是给电老虎找了个好管家，让它吃得少，干得多，咱们也能省点钱。
虽然听起来挺技术性的，但其实用起来挺简单的，效果也是实实在在的。
第8章 有源功率因数校正技术
第8章 有源功率因数校正技术
第8章 有源功率因数校正技术 8.1 单相有源功率因数校正原理
8.2 CCM单相BOOST功率因数校正变换器
8.3 DCM单相BOOST功率因数校正变换器 8.4 其他单相功率因数校正变换技术 8.5 三相PFC原理 8.6 本章小结
8.1 单相有源功率因数校正原理 8.1.1 电阻负载模拟
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
图8-26 开关频率极小值与 输入电压有效值的关系
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.3.1 CRM单相BOOST功率因数校正变换器电路分析
8.4.3 窗口控制功率因数校正变换电路
图8-37 窗口功率因数校正变换电路实现方式
8.5 三相PFC原理 8.5.1 三相单开关Boost PFC电路的控制
8.5.2 三相六开关PFC电路的控制
8.5.3 其他三相PFC电路
8.5 三相PFC原理
图8-38
三相单开关Boost PFC电路
8.5.1 三相单开关Boost PFC电路的控制 1.工作原理
8.3.2 CRM单相BOOST功率因数校正变换器的控制
图8-27 CRM单相BOOST功率因数校正 变换器的控制框图
8.4 其他单相功率因数校正变换技术 8.4.1 无桥型功率因数校正变换电路
8.4.2 低频开关功率因数校正变换电路
8.4.3 窗口控制功率因数校正变换电路
8.4.1 无桥型功率因数校正变换电路
8.2.2 CCM单相BOOST功率因数校正变换器的控制
功率因数校正原理及相关IC
功率因数校正原理及相关IC1概述近年来，随着电子技术的发展，对各种办公自动化设备，家用电器，计算机的需求逐年增加。
这些设备的内部，都需要一个将市电转换为直流的电源部分。
在这个转换过程中，会产生大量的谐波电流，使电力系统遭受污染。
作为限制标准，IEC发布了IEC1000 3 2；欧美日各国也颁布实施了各自的标准。
为此谐波电流的抑制及功率因数校正是电源设计者的一个重要的课题。
2高次谐波及功率因数校正一般开关电源的输入整流电路为图1所示：市电经整流后对电容充电，其输入电流波形为不连续的脉冲，如图2所示。
这种电流除了基波分量外，还含有大量的谐波，其有效值I为：I=(1) 式中：I1，I2，…In，分别表示输入电流的基波分量与各次谐波分量。
谐波电流使电力系统的电压波形发生畸变,我们将各次谐波有效值与基波有效值的比称之为总谐波畸变THD(TotalHarmonicDistortion)：THD=(2) 用来衡量电网的污染程度。
脉冲状电流使正弦电压波形发生畸变，见图3的波峰处。
它对自身及同一系统的其它电子设备产生恶劣的影响，如：——引起电子设备的误操作，如空调停止工作等；——引起电话网噪音；——引起照明设备的障碍，如荧光灯闪灭；——造成变电站的电容，扼流圈的过热、烧损。
功率因数定义为PF=有效功率/视在功率,是指被有效利用的功率的百分比。
没有被利用的无效功率则在电网与电源设备之间往返流动，不仅增加线路损耗，而且成为污染源。
设电容输入型电路的输入电压e为：e(t)=Em·sinω0t(3)图1电容输入型电路图2电容输入型电路的输入电流,5A/DIV图3输入电压波形发生畸变入电流i为：i(t)=Imk·sin(kω0t)(4)则有效功率Pac为：Pac=e(t)·i(t)dt=Em·Im1/2=E·I1而视在功率Pap为：Pap=E·I因此：PF=Pac/Pap=I1/I=(5)电流波形为图2的电源功率因数只有62.4％。
有源功率因数校正技术及控制方式分析
个电流控制环，它是一个２型控制系统．按照控制
理论，２型系统可以无差地跟踪斜坡信号，由于正 弦波信号变化比斜坡信号慢，所以２型系统也可 以无差地跟踪正弦波信号． 电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪 输入电压的波形，让输人电流与输人电压具有同 相的正弦波波形，以达到功率因数校正的目的．双
即有源功率因数校正电路工作原理有源功率因数校正电路流器和负载之间接入一个开关变换器应用电压电流反馈技术使输入端电流波形跟随输入正弦电压波形从而使输入电流的波形也接近正弦波以达到提高功率因数的目的由于在此电路中使用了有源器件所以称为有源功率因数校正电路该电路的基本思想是交流输入电压经全波整流后对所得的全波整流电压进行变换通过适当控制使输入电流波形自动跟随全波整流后的电压波形达到输入电流的正弦化同时保持输出电压稳定是在整有源功率因数校正电路一般都是一个双闭环控制系统外环是一个电压控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪阶跃信号只要输入一个不变的参考电压就可以得到一个稳定不变的输出电压电压控制环的作用是使输出保持一个高于输入电压最高峰值的稳定电压这是功率因数校正所必需的内环是一个电流控制环它是一个型控制系统按照控制理论型系统可以无差地跟踪斜坡信号由于正弦波信号变化比斜坡信号慢所以型系统也可以无差地跟踪正弦波信号电流控制环的作用是使输入电流无差地跟踪输入电压的波形让输入电流与输入电压具有同相的正弦波波形以达到功率因数校正的目的双上海电力学院学报年闭环控制的效果是使输入电流与输入电压呈同相的正弦波输出一个高于输入电压最大峰值的稳定直流电压这个稳定的直流为后级变换电路提供直流能量有源功率因数校正原理如图所示图有源功率因数校正原理图中主电路采用变换电路外环是一个电压误差放大器和一个模拟乘法器内环是驱动电路和电流比较器调节器采用电压电流双闭环控制方式电流反馈网络的取样信号是升压变换器的电感电流电压反馈网络的取样信号是调节器的输出电压该电路的工作原理如下单相交流电经过整流后得到单相双半波正弦电压信号此电压波形作为功率因数校正控制器的输入电流的参考波形输入到模拟乘法器为了保证输出电压恒定将输出电压通过电压反馈网络也引入乘法器经过乘法器运算后其结果作为电流波形的参考值并与实际取样的电流值进行比较然后通过驱动电路产生的驱动信号控制变换器的输出电流和电压由于采用了闭环控制将变换器的实际电流通过反馈网络引入电流比较器从而保证了变换器的电流能够准确跟踪乘法运算所规定的电流值有源功率因数校正方法分类根据有源功率因数校正拓扑分类有源功率因数校正电路按照其校正拓扑可分为降压式升降压式反激式和升压式其中降压式因噪音大滤波难以及功率开关管上电压应力大控制驱动电平浮动而极少被采用升降压式需要有一个功率开关管的驱动控制信号浮动电路复杂因而也
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用付立叶变换得到的各个奇次谐波量值与标准比较如图4（b）所示。
这种最大值为5A的电流波形，相应于1000W的输入功率其基波电流为4.3A，三次谐波电流为1A，标准限制值是2.3A。
其它各个奇次谐波电流含量，都低于标准规定要求。
采用升压变换器拓扑结构，利用微控制器可以获得符合标准要求的非正谐波电流，同时能得到稳定的DC输出电压，并提供各种安全保护功能。
采用升压式PFC拓扑结构，在同样的输出功率下，有较小的输出电流，从而可使用较小的输出电容和电感元件。
图5示出的是一种基于标准ST90E30微控制器和UC3843电流型PWM控制器的数字PFC 升压式预调节器电路原理图。
PFC升压变换器的输入电压（即全桥整流100HZ正弦半波脉动电压）经R1和R2组成的电阻分压器取样被ST90E30检测。
变换器DC输出电压通过R3和R4组成的电阻分压器采样，也被微控制器A/D转换器的一个信道检测。
DC输出电压的设定值，被存储在微控制器的存储器中。
变换器的DC输出电压调节环路的作用是保持DC输出电压不随负载变化而波动。
数字PFC升压变换器的电流调节环路以UC3843的比较器、触发器及其脚6输出驱动的功率开关MOSFET（Q）为基础，用作控制电流波形。
电压调整环路给出一个经RC滤波的PWM电压参考VREF，并与Q源极电阻Rsense上的电流感测电压进行比较，以确定在功率MOSFET中的峰值电流限制值IL。
微控制器提供时钟信号，用作使功率MOSFET中的PWM电流同步。
在时钟上升沿上，触发器置位，Q导通，通过升压电感L的电流增加。
当电流达到由VREF给定的限制值IL时，触发器通过比较器复位，Q截止。
为使电流波形与AC电压同步，通过微控制器A/D转换器的一个通道AC电压过零检测，并利用软件作支持，及时调节占空因数，对静态和动态误差进行补偿，以获得如图4（a）所示的电流波形。
对于图5所示的数字PEC升压变换器，当输出DC电压为400V和输出功率为400W时，其AC 输入电流IAC、桥式整流电压Vbridge和DC输出电压Vo与未采用PFC时的波形比较如图6所示。
采用数字PFC后，峰值AC电流由不带PFC时的7A降致2.2A，两次谐波电流由1A降至0.07A，三次谐波由先前的1A降至0.25A，各次电流谐波均满足标准规定要求。
当AC输入电压从140V到300V变化时，DC输出电压变化率低于2%，电压纹波仅为15VP-P。
系统输入功率因数由未采用PFC时的0.59升高到0.99。
这种带非正弦波电流的数字PFC电路为产生PWM和电压监控，只是利用了ST90E30其中的一个多功能定时器和A/D转换器的三个通道，其它功能闲置。
如果微控制器只是用于数字PFC，成本显然超过带正弦波电流的有源PFC。
但是，像变频洗衣机和变频空调用智能功率模块，都采用了微控制器控制。
在这类应用中采用数字PFC方案，不会对系统成本带来较大增加。
2.3 在线（on_line） UPS PFC低功率范围的UPS大多都被连接到110V/220V的单相AC线路。
若沿用传统的全波整流和平滑电容器滤波电路作为输入级，无疑会产生非正弦波AC输入电流，系统功率因数仅为0.5~0.65。
图7所示的带PFC的在线UPS输入级电路，采用了与常规有源PFC升压变换器拓扑不同的解决方案，产生± 400V的DC母线电压，为后随逆变器供电。
在图7所示的电路中，D1和D2为电压倍压器二极管。
与正规的桥式整流比较，双倍主线（BUS）电压仅需通过通过逆变器开关电流的1/2，高效率两只功率开关（IGBT）电压降替代了三只开关，并可使用较小的滤波器电容。
D3和D4为升压变换器二极管，为功率逆变器提供预调整电压，在系统输入端几乎产生正弦波电流。
D5和D6为保护二极管，是很关键的元件。
它们的作用如下：一是避免电感因启动时的浪涌电流而饱和；二是防止输入电容器试图升高到两倍的输入电压导致谐振充电；三是将电压尖峰限制到安全值，最大峰值电压VPEAK（MAX）等于线路峰值输出Vout功率因数校正浅析功率因数是衡量电器设备性能的一项重要指标。
功率因数低的电器设备，不仅不利于电网传输功率的充分利用，而且往往这些电器设备的输入电流谐波含量较高，实践证明，较高的谐波会沿输电线路产生传导干扰和辐射干扰，影响其它用电设备的安全经济运行。
如对发电机和变压器产生附加功率损耗，对继电器、自动保护装置、电子计算机及通讯设备产生干扰而造成误动作或计算误差。
因此。
防止和减小电流谐波对电网的污染，抑制电磁干扰，已成为全球性普遍关注的问题。
国际电工委与之相关的电磁兼容法规对电器设备的各次谐波都做出了限制性的要求，世界各国尤其是发达国家已开始实施这一标准。
随着减小谐波标准的广泛应用，更多的电源设计结合了功率因数校正(PFC)功能。
设计人员面对着实现适当的PFC段，并同时满足其它高效能标准的要求及客户预期成本的艰巨任务。
许多新型PFC拓扑和元件选择的涌现，有助设计人员优化其特定应用要求的设计。
在电源的设计中，APFC一般是优先考虑的校正方法。
作为设计人员，大致从以下几个方面对A PFC进行考虑：一、拓扑选择的一般方法由于输入端存在电感，升压转换器是提供高功率因数的方法。
此电感使输入电流整形与线路电压同相。
但是，可以采用不同的方案来控制电感电流的瞬时值，以获得功率因数校正。
a．临界导电模式(CRM)PFC——由于控制的设计较为简单，而且可与较低速升压二极管配合使用，所以在较低功率应用中通常采用此方法。
b．不连续导电模式(DCM)PFC——此创新的方案延承了CRM 的优点，并消除了若干限制。
c．连续导电模式(CCM)PFC——由于这种方案恒频且峰值电流较小，是较高功率(>250 W)应用的首选方案。
但是，传统的控制解决方案较为复杂，牵涉到多个环路，以及以不精确著称的模拟乘法器，并需在控制集成电路周围放许多元件。
二、选择标准1、功率水平a．如果功率水平低于150 W，最好采用CRM或DCM方案。
至于CRM 或DCM，取决于你是想优化满载效率，采用CRM；而如欲减少EMI问题，选择DCM。
b．如功率水平高于250W，CCM是首选方案。
此方案虽然可保持峰值电流和有效值电流，但必须解决二极管反向恢复问题。
c．如功率水平在150W 与250w之间，方案的选择则取决于设计人员的磁件设计水平。
d．如果功率在几kw之上，则采用可控整流电路代替不控整流电路，控制方法采用pwm整流，以实现功率因数的矫正。
2、其它系统要求：拓扑的选择还以满足各种高能效标准。
例如，如果需要使系统中的频率同步，则不能采用CRM。
此外，如果第二个功率段可处理较大范围(在某些功率序列安排中可能需要)的输入电压，则应选择跟随升压。
功率因数的限制因数：为什么在一般的电路中功率因数较低呢？有很多因数的影响。
其中影响功率因数的主要原因是这些电器的整流电源普遍采用的电容滤波型桥式整流电路（图1）。
这种电路的基本工作过程是：在交流输入电压的正半周，D1、D3导通，交流电压通过Dl、D3对滤波电容C充电，若Dl、D3的正向电阻用r表示，交流电源内阻用R表示，则充电时间常数可近似表示为：由于二极管的正向电阻r和交流电源内阻R很小，故r很小。
滤波电容C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容C的端电压时，Dl、D3就处于截止状态；同理，可分析负半周D2、D4的工作情况。
由分析不难看出，当电路达到稳态后，在交流输入电压的一个周期内二极管导通时间很短，输入电流波形畸变为幅度很大的窄脉冲电流(图2)。
由上图可分析出，这种畸变的电流含有丰富的谐波成分，严重影响电器设备的功率因数。
由理论推导也可以证明，功率因数与电流总谐波含量的近似关系为：因此，降低电器设备的输入电流谐波含量是提高功率因数的根本措施。
为了提高效率，减少谐波畸变率，必须进行功率因数校正。
为了减少成本，在低功率的条件下，采用无源功率因数校正电路，文献提出了一种逐流充放电式的无源校正电路，并在此基础上对逐流充放电式的无源校正电路进行了拓扑，其中提出的电路拓扑适用于小功率，低损耗，成本低的条件下使用。
无源功率因数校正的发展：一般二极管整流电路存在许多问题，一般采用六种无源功率因数校正：整流滤波电路、整流滤波电路、谐振式整流滤波电路、逐流式（填谷）整流滤波电路、直流反馈式整流滤波电路，高频反馈式整流滤波电路。
一、整流滤波电路此种电路在前面做过详细的分析，这里不做过多的介绍，仅作简单分析。
方案优点：原理、结构简单，成本最低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流大，功率因数低，谐波成分多。
二、整流滤波电路由于电感L对电流的缓冲作用，使整流桥的导通角增大，从而改善了功率因数。
整流滤波电路的两种形式：方案优点：原理、结构简单，成本低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流比整流滤波电路小，功率因数低，谐波成分多。
三、谐振式整流滤波电路如图所示，将Lr和Cr的谐振点设置在基波三倍频处，对谐波的抑制起到了一定的作用方案优点：原理、结构简单，成本较低，效率较高。
方案缺点：整流桥导通时的冲击电流比整流滤波电路小，功率因数低，谐波成分相对少。
四、逐流式（填谷）整流滤波电路图5是一种由电容、二极管组成的无源功率因数校正(PPFC)电路，其中Ll、L2、Cl、C2组成复式滤波电路 Dl--D4为桥式整流电路，D5、D6、D7、C3、C4组成PPFC电路。
原理：图6是PPFC电路输出电压u和交流输入电流的波形。
在t0～tl时间内，整流二极管Dl、D3导通，桥式整流输出电压Uz通过C3、D6、C4对C3、C 4充电，同时为负载RL供电，由于充电时间常数很小，C3、C4充电速度很快，当Uz达峰值Um时，C3、C4上的电压Uc3=Uc4=Um/2；在t1～t2时间内，Um/2<Uz<Uc3+Uc4，D5和D7均反偏截至，C3、C4无放回路，负载RL仍由整流电压Uz供电，Dl、D3仍然处于导通状态；t2～t3时间内，Uz<Um/2，D1、D3截止，电容C3通过所对负载RL放电，电容C4通过D5也对RL放电；t3～t4时间内，Uz>Uc3、Uz>U ，D2、D4开始导通为RL供电，当Uz>Uc3+Uc4时，Uz通过C3、C4、D6对C3、C4充电，t4时刻Uc3=Uc4=Um/2；t4～t5时间内，Um<Uz< Uc3+Uc4，C3、C4仍无放电回路，负载RL仍由Uz供电，D3、D4仍然处于导通状态；t5～t6时间内，Uz<Um/2，D3、D4截止，C3通过D7，C4通过D5又对RL开始放电，以后将循环上述过程。
由上述分析不难看出，当电路达稳态后，整流二极管的导通时间明显增大，其输入电流波形得到较大的改善(接近正弦波)。