基于BCM的有源功率因数校正电路的实现

摘要：分析整流电路的拓扑结构和工作模式，探讨该整流电路关键参数的选取依据，提出临界导电模式(BCM)功率因数校正Boost开关变换器的设计方法。仿真结果表明，所设计的以MC33262为核心的临界导电模式有源功率因数校正(APFC)电路能在90～270 V的宽电压输入范围内输出稳定的400 V直流电压，并使得功率因数达0．99，系统性能优越，达到设计要求。
关键词：有源功率因数校正(APFC)；Boost变换器；临界导电模式(BCM)；MC33262

1 引言
有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)是高效、低污染地利用电能的重要途径，它是在桥式整流器与输出电容滤波器之间加入一个功率变换电路，使功率因数接近1。有源功率因数校正电路工作于高频开关状态，具有体积小、质量轻，效率高等特点，已成为电力电子技术研究的新热点。

2 APFC的工作模式比较
有源功率因数校正(APFC)电路，根据电感电流是否连续，其工作模式可分为连续导电模式(Continuous ConductionMode，CCM)、断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)和临界导电模式(Boundary Conduction Mode，BCM)3种。这3种工作模式的特点比较如表1所示。本文APFC电路设计采用BCM的工作方式。

3 BCM功率因数校正(PFC)电路工作原理
图1是临界导电控制模式实现Boost型PFC电路的原理图及其半个工频周期内功率开关管的控制波形和电感电流波形。图1(a)是一种实现变频控制方案的电路原理图，其中误差放大器将输出电压的反馈信号和2．5 V基准信号相比较后放大，产生的输出信号和交流输入电压检测信号共同输入模拟乘法器．使模拟乘法器产生一个和输入电压同频同相的半正弦波输出信号。当功率管开启时，电阻R4对电感电流进行检测，当电感电流达到模拟乘法器的输出时，电流比较检测器输出一控制脉冲，触发RS控制逻辑部分使功率管关断，电感开始放电，这样就保证电感电流的峰值包络线是与输入电压同频同相的半正弦波。当电感放电时，用电感的副边输出对电感电流过零检测，为电感放电完毕时，RS控制逻辑部分立刻使功率管重新导通。整体电路采用电压-电流的双环反馈控制、利用变频控制法实现Boost型PFC电路，功率因数接近1。