开关电源有源功率因数校正电路的设计与仿真研究

东北石油大学本科生毕业设计（论文） 输出电压较稳定，实现400V直流输出的要求，达到较为满意的效果。

4.4 APFC电路的优化设计

由于VD反向恢复过程中会产生的过大didt的和寄生引线电感造成尖刺纹波噪声，所以只要解决其反向恢复产生的电流冲击问题，尖刺纹波噪声就能迎刃而解。为此，人们提出了许多Boost PFC主电路的改进方案[17]。

L VD Vo

S 负+ R Vi ~ C 载 Rs

图4-18 带中心抽头的三点式电感Boost主电路PFC拓扑结构

图4-19 Boost型 APFC的仿真模型

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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 根据第三章对主功率电路和控制电路的分析与计算可知，乘法器和电压、电流调节器的设计是整个 APFC 电路的核心部分，整体的仿真框图如图 4-8 所示，APFC 的主功率电路是基于 Boost 型升压电路设计的，UC3854包含了乘法器和电压、电流环调节器等，UC3854 的输出用来驱动功率MOSFET，通过改变其占空比来强迫输入电流跟踪输入电压，达到单位功率因数输入的目的。

图4-20 未加电感时输入电压、电流波形

图4-20为未加三点式电感时的系统网侧输入电压和输入电流波形，很显然，其输入电流发生严重畸变，呈窄脉冲状。

图4-21表示加入三点式电感Boost变换器输入电压与输入电流波形由图可知，电压、电流波形为严格的正弦波形，且为同频同相。

图4-21 加入电感后输入电压、电流波形

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图4-22 未加三点式电感时的总畸变率波形

图4-23 加入三点式电感后的总畸变率波形

图4-24 未加三点式电感整流后输入电压、电流的波形

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图4-25 加入三点式电感整流后输入电压、电流的波形

将图4-22与图4-23比较，明显可看出输入电流的畸变率降低了，从0.6降低到0.23。输入端总谐波畸变率明显的减小，输入功率因数明显的提高，实现能源的“绿色化”，达到了技术指标要求。将图4-24与图4-25相比较，可看出输入电压、电流不再发生畸变，呈正弦波的形状。

仿真结果证明：Boost 型 APFC 实验装置可以达到预期效果，实现输入电流的整形，输出电压稳定，保证输入功率因数 PF=1。

4.5 本章小结

本章主要介绍了Boost主电路和APFC系统的仿真模型，并对其波形进行了分析，仿真结果验证了本文的设计符合功率因数校正的要求，其仿真模型的建立是正确的。此外本章还采用三点式电感对Boost电路进行了优化，减小了由于VD反向恢复过程中会产生的过大didt，使得输入电流波形比较平滑。

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