2 kW有源功率因数校正电路设计
3 APFC电路设计
这里采用Siemens公司的PFC控制器件TDA16888设计APFC电路。设计的主要指标参数有：交流输入电压为90～220 V；直流输出电压为380 V；输出功率高于2 kW；功率因数大于0．99；变换器效率高于90％。Boost APFC电路原理图如图3所示。
主回路采用Boost电路结构，主要由电感L2，二极管VD1、VD2，开关管VQ1，输出主线滤波电容C14组成。输入电路由滤波电感L1、滤波电容C1、整流桥B1、压敏电阻R4、热敏电阻R1组成。L11和C3构成滤波网络。控制电路由TDA16888及其外部元件组成，外围电路包括电流检测电路(由R9组成)，输入电压取样电路(由R6、R7组成)，输出电压反馈电路(由R17、R18、R19和R20组成)，反馈回路为PI控制器，电压环PI控制器由C9、C10、R24组成，电流环PI控制器由C6、C7、R22组成。控制器工作频率由电阻R26决定，R26值越大，则其工作频率越小，R26取值51 kΩ，工作频率为100 kHz。
根据功率要求，功率电路的功率器件选择如下：Boost电感L2取值470μH；开关管VQ1为IRFP460，其主要参数为：漏-源极最小击穿电压500 V，漏-源极的最大导通电阻为O．27 Ω，最大导通电流20 A；整流二极管VD1选取肖特基二极管STFA806，其主要参数为：反向工作电压600 V，正向平均工作电流8 A。输出电容C14取值2 200μF／450 V。
4 试验结果
在负载为2 kW时PFC电路的工作波形如图4～图5所示。图4为交流输入端电压、电流波形及电流谐波分析，图中交流输入端电压波形通道为4、电流波形通道为3，电流的谐波分析结果为D。由图4可看出，加入PFC电路后，交流输入电流波形由窄脉冲变为正弦波，与输入电压同相，Boost变换器近似为纯电阻，输入电流总谐波量为4．5％。图5为开关驱动波形与电路的输入电流波形。示波器通道1为开关管的驱动波形．通道2为输入电流波形，由图5可见，输入电流经有源功率因数校正器的校正后，波形几乎达到标准的正弦波，使用单相功率表(DB3-PF01)测得功率因数超过0．99，达到设计要求。在输入电压的整个范围内及负载变化的情况下也得到类似结果。
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