復(fù)習(xí)：計(jì)算法產(chǎn)生SPWM控制信號根據(jù)正弦調(diào)制波頻率fr（周期Tr）、載波頻率fc（周期Tc），計(jì)算出SPWM波各脈沖周期和占空比，通過控制逆變電路開關(guān)器件的通斷，得到所需所需正弦波波形。復(fù)習(xí)：計(jì)算法產(chǎn)生SPWM控制信號根據(jù)正弦調(diào)制波頻率fr（周期1計(jì)算法（1）-規(guī)則采樣法面積等效原理(m=1)：SPWM信號占空比：

計(jì)算法（1）-規(guī)則采樣法面積等效原理(m=1)：2計(jì)算法（1）-規(guī)則采用法Tc的計(jì)算：載波比：fr基波頻率，fc載波頻率，K為整數(shù)(同步調(diào)制)。若選K=36，fr=50Hz：則fc=K*fr=36*50Hz，Tc=1/Kfr=20ms/36計(jì)算法（1）-規(guī)則采用法Tc的計(jì)算：3雙極性SPWM驅(qū)動(dòng)電路和H橋主電路雙極性SPWM驅(qū)動(dòng)電路和H橋主電路4雙極性SPWMH橋主電路雙極性SPWMH橋主電路5PWM整流電路及其控制方法——

有源功率因數(shù)校正（ActivePowerFactorCorrection）PWM整流電路及其控制方法——6AC-DC電路中使用的橋式全波整流電路及波形圖輸入電壓為正弦波。只有當(dāng)輸入電壓大于電容的電壓時(shí),才有電流給電容充電，電流為周期性的非正弦波。P.F.=Cosφ無效AC-DC電路中使用的橋式全波整流電路及波形圖輸入電壓為7一、功率因數(shù)校正的意義理論上，輸入電壓和電流都是理想的正弦波的情況下：P.F.=P/S=Watts/V.A.=有功功率/視在功率=Cosφφ：輸入電壓和輸入電流的相位差。

一、功率因數(shù)校正的意義理論上，輸入電壓和電流都是理想的正弦波8電流為周期性的非正弦波（電壓理想正弦波）功率因數(shù)計(jì)算方法

周期性的非正弦波電流經(jīng)過傅里葉變換為:有功功率P=VRMS*I1RMSP=VRMS*I1RMS*Cosφ1(φ1-輸入電壓和輸入電流基波分量I1RMS的相位差)。S=VRMS*IRMStotal于是使功率因數(shù)PowerFactor可以表達(dá)為：P.F.=P/S=(I1RMS/IRMStotal)*Cosφ1電流為周期性的非正弦波（電壓理想正弦波）功率因數(shù)計(jì)算方法

周9電流失真系數(shù)K對功率因數(shù)的影響電流失真系數(shù)K:K=I1RMS/IRMStotal

=Cosθθ為失真角；K為與電流諧波分量有關(guān)的系數(shù)。最后,可以表達(dá)為:P.F.=Cosφ1*Cosθ如果總的諧波分量為零,K就為1。電流失真系數(shù)K對功率因數(shù)的影響電流失真系數(shù)K:10功率因數(shù)(PF)由電流失真系數(shù)(K=Cosθ)和基波電壓、基波電流相移因數(shù)(Cosφ1)決定。Cosφ1小，則表示用電電器設(shè)備的無功功率大，設(shè)備利用率低，導(dǎo)線、變壓器繞組損耗大。K值小，則表示輸入電流諧波分量大，將造成輸入電流波形畸變，對電網(wǎng)造成污染。常規(guī)整流裝置使用非線性器件（如可控硅、二極管），整流器件的導(dǎo)通角小于180o，從而產(chǎn)生大量諧波電流成份，而諧波電流成份不做功，只有基波電流成份做功。所以相移因數(shù)和電流失真系數(shù)（K）相比，輸入電流失真系數(shù)（K）對供電線路功率因數(shù)(PF)的影響更大。

功率因數(shù)(PF)由電流失真系數(shù)(K=Cosθ)11輸入電流諧波分量大，將對電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對三相四線制供電，還會(huì)造成中線電位偏移，致使用電電器設(shè)備損壞。為了提高供電線路功率因數(shù)，保護(hù)用電設(shè)備，世界上許多國家和相關(guān)國際組織制定出相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以限制諧波電流含量。如：IEC555-2，IEC61000-3-2，EN60555-2等標(biāo)準(zhǔn)，它們規(guī)定了允許產(chǎn)生的最大諧波電流。我國于1994年也頒布了《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14549-93）。輸入電流諧波分量大，將對電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對三相四線制供12二、PF與總諧波失真系數(shù)（THD）的關(guān)系二、PF與總諧波失真系數(shù)（THD）的關(guān)系13三.功率因數(shù)校正方法由功率因數(shù)P.F.=Cosφ*K=1最佳可知，要提高功率因數(shù)，有兩個(gè)途徑：1.使輸入電壓、輸入電流同相位。此時(shí)Cosφ=1,所以PF=K。2.使輸入電流正弦化。即IRMS=I1RMS（諧波為零），有I1RMS/IRMS=1,即：P.F.=Cosφ*K=1三.功率因數(shù)校正方法由功率因數(shù)P.F.=Cosφ*K=14使P.F.=1是電力電子技術(shù)研究方向之一利用電力電子電路使P.F.=Cosφ*K=1，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，稱為APFC（有源功率因數(shù)校正）技術(shù)。利用有源功率因數(shù)校正技術(shù)可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形，使輸入電流波形呈純正弦波，并且和輸入電壓同相位，此時(shí)整流器的負(fù)載可等效為純電阻，所以有的地方又把有源功率因數(shù)校正電路叫做電阻仿真器。使P.F.=1是電力電子技術(shù)研究方向之一利用電力電子電路使15四、PWM整流電路的工作原理

單相全橋電路四、PWM整流電路的工作原理單相全橋電路16PWM整流電路的運(yùn)行方式向量圖

PWM整流電路的運(yùn)行方式向量圖17PWM整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

PWM整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖18五、開關(guān)電源中有源功率因數(shù)校正方法分類

1、按有源功率因數(shù)校正電路結(jié)構(gòu)分類（1）降壓式：因噪聲大，濾波困難，功率開關(guān)管上電壓應(yīng)力大，控制驅(qū)動(dòng)電平浮動(dòng)，很少被采用。（2）升/降壓式：需用二個(gè)功率開關(guān)管，有一個(gè)功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)控制信號浮動(dòng)，電路復(fù)雜，較少采用。（3）反激式：輸出與輸入隔離，輸出電壓可以任意選擇，采用簡單電壓型控制，適用于150W以下功率的應(yīng)用場合。（4）升壓式（boost）：簡單電流型控制，PF值高，總諧波失真（THD）小，效率高，但是輸出電壓高于輸入電壓。適用于75W~2000W功率范圍的應(yīng)用場合，應(yīng)用最為廣泛。五、開關(guān)電源中有源功率因數(shù)校正方法分類1、按有源功率因數(shù)校19升壓式和反激式主電路升壓式和反激式主電路20升壓式（boost）APFC電路優(yōu)點(diǎn)：

1）電路中的電感L適用于電流型控制。2）由于升壓型APFC的預(yù)調(diào)整作用在輸出電容器C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲能大。3）在整個(gè)交流輸入電壓變化范圍內(nèi)能保持很高的功率因數(shù)。4）輸入電流連續(xù)，并且在APFC開關(guān)瞬間輸入電流小，易于EMI濾波。5）升壓電感L能阻止快速的電壓、電流瞬變，提高了電路工作可靠性。升壓式（boost）APFC電路優(yōu)點(diǎn)：1）電路中的電感L21六、有源功率因數(shù)校正方法分類

2、按輸入電流的控制原理分類（1）平均電流型。（2）滯后電流型。（3）峰值電流型。（4）電壓控制型。

六、有源功率因數(shù)校正方法分類

2、按輸入電流的控制原理分類22七、APFC的工作原理1、平均電流型、升壓式APFC的工作原理：輸入電壓和校正后電流為同相位單相脈動(dòng)波。七、APFC的工作原理1、平均電流型、升壓式APFC的工作原23平均電流型、升壓式APFC的工作原理電路

關(guān)鍵公式：

平均電流型、升壓式APFC的工作原理電路

關(guān)鍵公式：24PWM和電流波形圖PWM和電流波形圖252、平均電流型、升壓式APFC的工作框圖。

2、平均電流型、升壓式APFC的工作框圖。263、平均電流型、升壓式APFC的電路原理圖

3、平均電流型、升壓式APFC的電路原理圖273、平均電流型、升壓式APFC的電路工作示意圖

3、平均電流型、升壓式APFC的電路工作示意圖284、控制模塊內(nèi)部功能框圖說明1—電壓調(diào)節(jié)器；2—乘法器；3—電流調(diào)節(jié)器；4—載波發(fā)生器；5—SPWM信號比較器；6—驅(qū)動(dòng)器；7—輸出電壓快速調(diào)節(jié)器。4、控制模塊內(nèi)部功能框圖說明1—電壓調(diào)節(jié)器；295、主電路波形圖5、主電路波形圖30主電路波形圖(1)主電路波形圖(1)31主電路波形圖(2)主電路波形圖(2)32八、PFC的實(shí)際設(shè)計(jì)及應(yīng)用UC3854是一種工作于平均電流的的升壓型APFC電路控制芯片，它的峰值開關(guān)電流近似等于輸入電流，是目前使用最廣泛的APFC電路控制芯片。

1、UC3854的特性(1)升壓脈沖寬度調(diào)制,功率因數(shù)可達(dá)0.99(2)市電電流諧波可達(dá)<5%(3)寬市電電壓,不需選擇開關(guān)(4)前饋市電調(diào)節(jié)八、PFC的實(shí)際設(shè)計(jì)及應(yīng)用UC3854是一種工作于平均電流33(5)平均電流控制(6)低噪音敏感性(7)低啟動(dòng)工作電流(8)固定的PWM驅(qū)動(dòng)頻率(9)低偏置電壓的模擬乘/除法器(10)1A圖騰柱門極驅(qū)動(dòng)(12)精確的電壓參考(5)平均電流控制342、UC3854的功能描述它可以進(jìn)行電源的功率因數(shù)校正,防止電源從正弦電壓市電吸取非正弦的電流,減小電流諧波。UC3854利用平均電流控制方法。它的高電壓參考和大的震蕩幅值可以減小對噪音的敏感度,工作頻率可達(dá)200KHz.可用在單相和三相電源,市電電壓從75V到275V,頻率從50Hz到400Hz的范圍.為了減小工作所需能量,UC3854有低啟動(dòng)電流的特點(diǎn)。

2、UC3854的功能描述它可以進(jìn)行電源的功率因數(shù)校正,353、UC3854的功能框圖3、UC3854的功能框圖364、UC3854的應(yīng)用電路4、UC3854的應(yīng)用電路37復(fù)習(xí)：計(jì)算法產(chǎn)生SPWM控制信號根據(jù)正弦調(diào)制波頻率fr（周期Tr）、載波頻率fc（周期Tc），計(jì)算出SPWM波各脈沖周期和占空比，通過控制逆變電路開關(guān)器件的通斷，得到所需所需正弦波波形。復(fù)習(xí)：計(jì)算法產(chǎn)生SPWM控制信號根據(jù)正弦調(diào)制波頻率fr（周期38計(jì)算法（1）-規(guī)則采樣法面積等效原理(m=1)：SPWM信號占空比：

計(jì)算法（1）-規(guī)則采樣法面積等效原理(m=1)：39計(jì)算法（1）-規(guī)則采用法Tc的計(jì)算：載波比：fr基波頻率，fc載波頻率，K為整數(shù)(同步調(diào)制)。若選K=36，fr=50Hz：則fc=K*fr=36*50Hz，Tc=1/Kfr=20ms/36計(jì)算法（1）-規(guī)則采用法Tc的計(jì)算：40雙極性SPWM驅(qū)動(dòng)電路和H橋主電路雙極性SPWM驅(qū)動(dòng)電路和H橋主電路41雙極性SPWMH橋主電路雙極性SPWMH橋主電路42PWM整流電路及其控制方法——

有源功率因數(shù)校正（ActivePowerFactorCorrection）PWM整流電路及其控制方法——43AC-DC電路中使用的橋式全波整流電路及波形圖輸入電壓為正弦波。只有當(dāng)輸入電壓大于電容的電壓時(shí),才有電流給電容充電，電流為周期性的非正弦波。P.F.=Cosφ無效AC-DC電路中使用的橋式全波整流電路及波形圖輸入電壓為44一、功率因數(shù)校正的意義理論上，輸入電壓和電流都是理想的正弦波的情況下：P.F.=P/S=Watts/V.A.=有功功率/視在功率=Cosφφ：輸入電壓和輸入電流的相位差。

一、功率因數(shù)校正的意義理論上，輸入電壓和電流都是理想的正弦波45電流為周期性的非正弦波（電壓理想正弦波）功率因數(shù)計(jì)算方法

周期性的非正弦波電流經(jīng)過傅里葉變換為:有功功率P=VRMS*I1RMSP=VRMS*I1RMS*Cosφ1(φ1-輸入電壓和輸入電流基波分量I1RMS的相位差)。S=VRMS*IRMStotal于是使功率因數(shù)PowerFactor可以表達(dá)為：P.F.=P/S=(I1RMS/IRMStotal)*Cosφ1電流為周期性的非正弦波（電壓理想正弦波）功率因數(shù)計(jì)算方法

周46電流失真系數(shù)K對功率因數(shù)的影響電流失真系數(shù)K:K=I1RMS/IRMStotal

=Cosθθ為失真角；K為與電流諧波分量有關(guān)的系數(shù)。最后,可以表達(dá)為:P.F.=Cosφ1*Cosθ如果總的諧波分量為零,K就為1。電流失真系數(shù)K對功率因數(shù)的影響電流失真系數(shù)K:47功率因數(shù)(PF)由電流失真系數(shù)(K=Cosθ)和基波電壓、基波電流相移因數(shù)(Cosφ1)決定。Cosφ1小，則表示用電電器設(shè)備的無功功率大，設(shè)備利用率低，導(dǎo)線、變壓器繞組損耗大。K值小，則表示輸入電流諧波分量大，將造成輸入電流波形畸變，對電網(wǎng)造成污染。常規(guī)整流裝置使用非線性器件（如可控硅、二極管），整流器件的導(dǎo)通角小于180o，從而產(chǎn)生大量諧波電流成份，而諧波電流成份不做功，只有基波電流成份做功。所以相移因數(shù)和電流失真系數(shù)（K）相比，輸入電流失真系數(shù)（K）對供電線路功率因數(shù)(PF)的影響更大。

功率因數(shù)(PF)由電流失真系數(shù)(K=Cosθ)48輸入電流諧波分量大，將對電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對三相四線制供電，還會(huì)造成中線電位偏移，致使用電電器設(shè)備損壞。為了提高供電線路功率因數(shù)，保護(hù)用電設(shè)備，世界上許多國家和相關(guān)國際組織制定出相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以限制諧波電流含量。如：IEC555-2，IEC61000-3-2，EN60555-2等標(biāo)準(zhǔn)，它們規(guī)定了允許產(chǎn)生的最大諧波電流。我國于1994年也頒布了《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14549-93）。輸入電流諧波分量大，將對電網(wǎng)造成污染，嚴(yán)重時(shí)，對三相四線制供49二、PF與總諧波失真系數(shù)（THD）的關(guān)系二、PF與總諧波失真系數(shù)（THD）的關(guān)系50三.功率因數(shù)校正方法由功率因數(shù)P.F.=Cosφ*K=1最佳可知，要提高功率因數(shù)，有兩個(gè)途徑：1.使輸入電壓、輸入電流同相位。此時(shí)Cosφ=1,所以PF=K。2.使輸入電流正弦化。即IRMS=I1RMS（諧波為零），有I1RMS/IRMS=1,即：P.F.=Cosφ*K=1三.功率因數(shù)校正方法由功率因數(shù)P.F.=Cosφ*K=51使P.F.=1是電力電子技術(shù)研究方向之一利用電力電子電路使P.F.=Cosφ*K=1，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，稱為APFC（有源功率因數(shù)校正）技術(shù)。利用有源功率因數(shù)校正技術(shù)可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形，使輸入電流波形呈純正弦波，并且和輸入電壓同相位，此時(shí)整流器的負(fù)載可等效為純電阻，所以有的地方又把有源功率因數(shù)校正電路叫做電阻仿真器。使P.F.=1是電力電子技術(shù)研究方向之一利用電力電子電路使52四、PWM整流電路的工作原理

單相全橋電路四、PWM整流電路的工作原理單相全橋電路53PWM整流電路的運(yùn)行方式向量圖

PWM整流電路的運(yùn)行方式向量圖54PWM整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

PWM整流器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖55五、開關(guān)電源中有源功率因數(shù)校正方法分類

1、按有源功率因數(shù)校正電路結(jié)構(gòu)分類（1）降壓式：因噪聲大，濾波困難，功率開關(guān)管上電壓應(yīng)力大，控制驅(qū)動(dòng)電平浮動(dòng)，很少被采用。（2）升/降壓式：需用二個(gè)功率開關(guān)管，有一個(gè)功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)控制信號浮動(dòng)，電路復(fù)雜，較少采用。（3）反激式：輸出與輸入隔離，輸出電壓可以任意選擇，采用簡單電壓型控制，適用于150W以下功率的應(yīng)用場合。（4）升壓式（boost）：簡單電流型控制，PF值高，總諧波失真（THD）小，效率高，但是輸出電壓高于輸入電壓。適用于75W~2000W功率范圍的應(yīng)用場合，應(yīng)用最為廣泛。五、開關(guān)電源中有源功率因數(shù)校正方法分類1、按有源功率因數(shù)校56升壓式和反激式主電路升壓式和反激式主電路57升壓式（boost）APFC電路優(yōu)點(diǎn)：

1）電路中的電感L適用于電流型控制。2）由于升壓型APFC的預(yù)調(diào)整作用在輸出電容器C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲能大。3）在整個(gè)交流輸入電壓變化范圍內(nèi)能保持很高的功率因數(shù)。4）輸入電流連續(xù)，并且在APFC開關(guān)瞬間輸入電流小，易于EMI濾波。5）升壓電感L能阻止快速的電壓、電流瞬變，提高了電路工作可靠性。升壓式（boost）APFC電路優(yōu)點(diǎn)：1）電路中的電感L58六、有源功率因數(shù)校正方法分類

2、按輸入電流的控制原理分類（1）平均電流型。（2）滯后電流型。（3）峰值電流型。（4）電壓控制型。

六、有源功率因數(shù)校正方法分類

2、按輸入電流的控制原理分類59七、APFC的工作原理1、平均電流型、升壓式APFC的工作原理：輸入電壓和校正后電流為同相位單相脈動(dòng)波。七、APFC的工作原理1、平均電流型、升壓式APFC的工作原60平均電流型、升壓式APFC的工作原理電路

關(guān)鍵公式：

平均電流型、升壓式APFC的工作原理電路

關(guān)鍵公式：61PWM和電流波形圖PWM和電流波形圖622、平均電流型、升壓式APFC的工作框圖。

2、平均電流型、升壓式APFC的工作框圖。633、平均電流型、升壓式APFC的電路原理圖

3、平均電流型、升壓式APFC的電路原理圖643、平均電流型、升壓式APFC的