Saber数字PFC电路设计研究+文献综述(2)
谐波而畸变严重。电路的功率因数很低。 谐波污染会对电网造成很大的危害[1]
：
（1） 谐波会使电网中的器件产生“谐波损耗”，使设备的效率降低以及中性线过
热。
（2） 谐波会使一些电气设备无法正常工作，产生振动，过热，噪声等。谐波对
电力变压器也有一定的损害，会使变压器过热，绝缘老化，降低其使用寿
命。
（3） 在某些情况下，谐波会引起局部的串联谐振和并联谐振，放大谐波，加大
谐波的危害，甚至会造成事故。
（4） 谐波会增加电气仪表的计量误差，导致继电保护装置误动作。
（5） 谐波会干扰附近的通信系统，影响通信系统的正常工作。
为了减少谐波电流的危害，提出了功率因数校正技术（PFC） [2]
。早期的功率因数
校正电路采用电容器和电感器等分立元件组成无源功率因数校正电路。此类电路能将
功率因数提高到 0.8附近[3]
。随着器件的发展，出现了有源功率因数校正电路。有源
FC电路的功率因数能达到 0.9以上，性能优越，得到了广泛的应用。 1．2 功率因数的定义
任何一个非正弦周期的信号都是有由不同频率的正弦信号组成的，其中每一个正
弦信号被称为谐波分量[6]
。仅当电压波形以及电流波形都为正弦波时，功率因数被定
义为cos 。当电流波形因含有谐波不为正弦波时，这个公式就不再适用了。此时，
功率因数（PF）还与 THD（总谐波失真）有关。 1．3 PFC 技术概述
PFC 电路的作用分为两个。首先是使电感电流的波形和输入电压的波形保持一致，
从而达到很高的功率因数。其次，PFC 电路具有稳压的功能，它为后级电路提供稳定
的、纹波很小的直流电压。
总的来说 PFC电路具有两个功能：（1）使电感电流的波形正弦化，使电感电流的
波形跟踪输入电压的波形，使功率因数接近 1。（2）使输出电压保持稳定[4]
。
1．4 PFC 技术的分类
根据 PFC 电路中是否使用“有源”器件，可以将功率因数校正电路分为无源和有
源两种类型。
1.4.1 无源功率因数校正[5]
早期，PFC 电路采用无源网络控制。无源网络由电感和电容构成。无源 PFC 具有
的优点为：电路简单，可靠性很高，效率高，制作成本也较低。无源 PFC电路的主要不足为：需要很大的电感和电容，电路体积大，重量较重，而且很难达到很高的功率
因数。难以很好的抑制谐波电流。仅用在功率较小，对电路体积与重量要求不高的场
合。
1.4.2 有源功率因数校正
有源 PFC技术在整流器的输出端和滤波电容之间添加了一个 DC.DC变换器，通过
控制的方法，使输入电流的波形接近于正弦，以此来校正功率因数。
有源功率因数校正电路（APFC）中，按照变换器中的电感电流的控制方法和传导
方式，可以将电路分为不连续传导方式，连续传导方式和临界传导方式三种类型。
不连续传导模式（DCM，Discontinuous Conduction Mode）也被叫做断续导电模
式[6]
。 DCM模式的功率因数校正电路通常工作于固定的开关频率（大约 100kHz左右）。
电感器中的工作电流为高频三角波。电感电流存在为零的时刻，因此电流不是连续的，
工作模式为断续导电模式。
连续导电模式（CCM，Continuous Conduction Mode）通常运用固定频率的平均
电流模式控制[6]
。工作于CCM的PFC电路常用于250—3000W的系统，其功率因数较高，