單級(jí)功率因數(shù)校正電路的直流母線電壓分析和實(shí)驗(yàn)研究

Po=（7）

式中：L2為原邊勵(lì)磁電感，L2=n2Lm；

fs為開(kāi)關(guān)頻率。

把Ip=代入上式，得到

Po=D2Ts（8）

不考慮損耗，由Pin=Po可得

dt=1（9）

通過(guò)上式，把已知條件(輸出電壓12V，n=7，開(kāi)關(guān)頻率50kHz)代入，就可以通過(guò)解方程得出直流母線電壓Ub。圖3為在不同條件下計(jì)算后所得到的直流母線電壓圖，橫坐標(biāo)是輸入電壓有效值（V），縱坐標(biāo)是直流母線電壓值（V）。

圖3 直流母線電壓變化圖

3.2 輸入電流PF以及THD計(jì)算

如果令α=，且Uin=Upsin(θ)，則式（4）可變?yōu)?p> Iav(sw)=（10）

這就是輸入電流的具體表達(dá)式。如果在輸入電壓90V，輸出電壓12V，L1/L2=0.5，n=7，開(kāi)關(guān)頻率50kHz時(shí)，通過(guò)式（9）得到直流母線電壓為151.628V。這時(shí)α=0.382，如果令輸入電壓是標(biāo)準(zhǔn)正弦波，且與輸入電流同相，則通過(guò)對(duì)式（10）進(jìn)行傅立葉分析，可以得到輸入電流功率因數(shù)PF=0.98?？傊C波畸變（THD）的計(jì)算公式為

THD=×100％（11）

可得到THD=4.12％

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)中，輸入電壓為90～250V，輸出電壓12V，輸出功率72W，L1/L2=0.4，n=7,開(kāi)關(guān)頻率50kHz。圖4是在輸入電壓90V時(shí)，本單級(jí)PFC實(shí)驗(yàn)的輸入電壓和電流波形圖。圖5是在該實(shí)驗(yàn)參數(shù)下的直流母線電壓理論值與實(shí)驗(yàn)值的比較，實(shí)驗(yàn)中得到的直流母線電壓值要比理論值小一點(diǎn)。這主要是由于沒(méi)有考慮具體電路的損耗引起的，如果令Po=kPin加以調(diào)整，可以得到系數(shù)k，這個(gè)系數(shù)隨著電路拓?fù)涞牟煌煌?，可以根?jù)具體情況靈活運(yùn)用。

圖4 輸入電壓、電流波形圖

圖5 理論與實(shí)際的Bus電壓比較（L1/L2=0.4）

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)詳細(xì)的理論推導(dǎo)，得出了一個(gè)計(jì)算單級(jí)PFC電路的直流母線電壓的具體公式，然后又通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了公式的可行性。從而為研究這種電路提供了理論工具。