一种具有恒功率控制的单级功率因数校正电

从式(11)可以得到输出功率Po的表达式为

    Po=VoIo=－Vo2＋ Vo    （12）

    从式（12）可以看出Po～Vo曲线是一条抛物线，在抛物线的顶点附近，输出功率Po近似恒定。以输出电压80V，输出功率80W为例，取KV=0.01，KI=0.1，Vref=5V，使抛物线的顶点位于Vo=80V，Po=80W处，则可以计算出a=27.13，b=8.00。于是式(12)可表示为

    Po=－0.0125Vo2＋2Vo    （13）

    当输出电压变化范围为60V～100V（±25％）时，输出功率变化为6.25％。

    该电路同时具有限压和限流的功能，通过变换式(11)可得

    Io=2－0.0125Vo    （14）

    Vo=160－80Io    （15）

可见在输出短路时电流被限制在2A，在输出开路时电压被限制在160V。

3    仿真与实验结果

    基于上述主电路及控制电路，采用以下参数进行了仿真与试验：Lb=300μH，CB=470μF/450V，Lp=Ls=600μH，fs=50kHz，RL=80Ω。

    图5为输入线电压和线电流实验波形；图6为输入电压变化时，测量的电路效率，可以看出电路效率在较宽的输入电压范围内可以达到82％以上，比文献[2][3]中所提出的电路的效率要高；图7和图8分别为不同输入电压时，功率因数和THD的测量结果，由图7可见，电路的功率因数在输入电压为100～150V时可以达到0.98，在输入电压为220V时也可达到0.96；图9为输入电压为220V时，在不同负载下直流母线电压VB的仿真与实验结果，仿真与实验都证明在负载变化时直流母线电压VB可以控制在380V以下。

图5    输入线电压和线电流实验波形

图6    不同输入电压时测量的电路效率

图7    不同输入电压时测量的功率因数

图8    不同输入电压时测量的谐波含量

图9    不同负载下直流母线电压VB的仿真与实验结果

4    结语

    本文提出了一种具有恒功率控制的单级功率因数校正电路。该电路PFC级工作在DCM模式，具有较低的THD和较高的PF。该电路的直接能量传递方式降低了直流母线电压并且提高了效率。采用恒功率控制方式使得电路具有良好的输出特性，当负载变化时直流母线电压变化不大。

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