Matlab/Simulink三相功率因数校正电路设计研究仿真(2)
而他们的组成部分中都存在非线性元件，会造成电压电流波形的畸变。电网提供的电压时三相交流电，每一相为标准正弦波，各相相差120度。对于一相而言，若接入的负载为纯电阻、电容、电感则负载上的电流仍为标准正弦波。但是以一个简单的单相开关电源主拓扑单相桥式整流器为例，其内部的整流滤波环节是由二极管构成的不可控整流电路和由滤波电容而构成的。在这一环节中，由于整流二极管具有导通截止两种状态且滤波电容具有储能特性，因此只有当输入电压大于滤波电容两端电压时二极管导通，负载中流过电流。而在工频周期的其他时刻二极管截止，负载无电流。那么在一个周期中，负载上的电流是在电压峰值附近出现的尖峰电流，因此产生了畸变。
通过傅里叶分析可知，畸变的电流除了含有基波分量之外还含有丰富的谐波分量。但是在交流输入电流中只有基波分量做功，其余各谐波分量不做功，会造成电能的浪费，另外，谐波电流注入电网会对电网造成严重的谐波污染。它的危害主要表现在【1】：
1.因为输电线的阻抗，电流的畸变会造成电网电压的畸变，使供电的质量下降。
2.谐波会带来各种损耗，如线路的铜损，以及磁滞与涡流损耗，甚至产生振动，使电气设备无法正常运行和损坏。
3.谐波会使得检测机关产生误动作，从而导致继电器，断路器等的错误关断和开通，检测数值的错误，后果是严重的。
4.谐波的次数一般都比较高，因此谐波的噪声会影响到通讯系统的工作，如通信线路、中继站、雷达等。
5.开关电源等电力电子装置是谐波的产生源，也是谐波受害者。谐波使得开关电源的效率大大下降，同时造成过电压与过电流，对电路中的元器件造成较大的应力。
而为了克服谐波污染的问题，世界各国也指定了相应的标准来限制产品工作时产生的谐波电流。如国际电工委员会指定的IEC61000-3-2标准，我国的GB/T14549-1993《电能质量-公共电网谐波》等。
然而，要从根本上解决谐波的污染，为了克服电力电子设备带来的缺陷就产生的功率因数校正技术（PFC）。
1.2功率因数校正技术的发展历史与分类
功率因数校正技术于60年代随着整流电路的发展而诞生，最早的功率因数校正为无源功率因数校正（PPFC），即通过在晶闸管整流电路中增加电感、电容等无源元件来抑制电流脉动，使之尽可能接近与电压同相的正弦波，从而降低谐波分量提高功率因数。它的优点是结构简单（如LC网络）、无控制电路等，但是因为滤波电容和电感的值都很大，且功率越大体积越大，工作起来噪声也越大，受到环境制约。另外，它难以达到很高的功率因数（≥0.9），因此普遍使用于低成本、要求低的小功率场合。
与无源功率因数校正相对的是有源功率因数校正（APFC）。它诞生于20世纪70年代【2】，简而言之，有源功率因数校正就是将一个变换器串入整流滤波器与直流斩波变换器之间，通过控制其中高频开关的开断使得输入电流尽可能接近与电压同相的正弦波从而实现单位功率因数。具有体积小，重量轻、效率高、输入功率因数接近于1、调整性能好等优点，现已广泛应用在PFC的各个领域。
有源功率因数校正技术的分类有很多种，根据输入电压类型的不同上有单相APFC电路和三相APFC电路；从电路结构上来看有单级APFC即整流-APFC-输出，和两级APFC即整流-APFC-电压变换-输出；从控制模式上来看又有电流连续控制模式（CCM）、电流断续控制模式（DCM）、电流临界控制模式（BCM）；从基本拓扑上来看又有Boost型、Buck型、Boost-Buck型、Cuk型、Sepic型等【3】。一般而言，APFC电路为闭环结构，反馈使得DC/DC变换器的输入电压实现稳定。