一种新型单级功率因数校正（PFC）变换器

状态1[t₀，t₁]S₁导通，D₅导通，D₆，D₇反向关断，流过L₁的电流线性增加。同时D₈导通，C₁的能量通过T₂释放。流过L₁的电流为

i_in(t)=(t－t₀)（1）

式中：V_in(peak)为交流输入电压的峰值；

ω为交流输入电压的角频率。

状态2[t₁，t₂]在t₁时刻，S₁关断，D₈关断，D₉续流导通。D₅关断，D₆也关断。此时D₇导通，储存在T₁上的能量传递到输出端，直到t₂时刻，T₁的能量完全释放。

状态3[t₂，t₃]在t₂时刻，D₇自然关断。此时S₁，D₅，D₆，D₈也关断，D-续流导通，直到S₁重新导通。

从以上分析可以知道，经过整流桥后的输入电流i_in是一个三角波，在一个开关周期内平均输入电流I_in(avg)可表示为

I_in(avg)=D²T_s（2）

式中：T_s为变换器的开关周期；

D为占空比。

2）当PFC单元工作于boost电感状态时，在一个开关周期内，变换器也经历了三个工作状态，主要电流波形如图4所示。

图4 Boost状态电路中电流波形

状态1[t₀，t₁]S₁导通，D₅和D₈导通，D₆，D₇反向关断，工作过程与上述的状态1相同。

状态2[t₁，t₂]在t₁时刻，S₁关断。D₈关断，D₉续流导通。D₅，D₇关断。此时D₆导通，V_in和L₁通过D₆给C₁充电，直到t₂时刻，L₁的能量完全释放。

状态3[t₂，t₃]在t₂时刻，D₆自然关断。此时S₁，D₅，D₇，D₈也关断，D₉续流导通，直到S₁重新导通。

当状态1结束时，电感L₁的电流为

i_in(t₁)=DT_s（3）

在状态2期间有

vc1－=L1（4）

式中：D₂₁为[t₁，t₂]时间段续流的占空比。

在一个开关周期内，平均输入电流I_in(avg)为

I_in(avg)=i_in(t1)(D＋D₂₁)=（5）

由式（2）及式（5）可知，无论flyboost＋boost单元处于反激变换器状态或着boost电感状态，变换器都能实现功率因数校正。

3 实验结果

根据图1建立了实验电路，设计参数为

输入 AC 170～230V；

输出 16V/7.5A；

频率 120kHz；

电路主要参数 L₁=54.02μH，n₁=4.75。

通过实验得到波形如图5所示。在满载时变换器的功率因数达到0.976，中间储能电容上的电压自动限制在380V。

(a)flyback＋boost单元处于反激变换器状态时输入电流波形