2 kW有源功率因數校正電路設計
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3 APFC電路設計
這里采用Siemens公司的PFC控制器件TDA16888設計APFC電路。設計的主要指標參數有：交流輸入電壓為90～220 V；直流輸出電壓為380 V；輸出功率高于2 kW；功率因數大于0．99；變換器效率高于90％。Boost APFC電路原理圖如圖3所示。
主回路采用Boost電路結構，主要由電感L2，二極管VD1、VD2，開關管VQ1，輸出主線濾波電容C14組成。輸入電路由濾波電感L1、濾波電容C1、整流橋B1、壓敏電阻R4、熱敏電阻R1組成。L11和C3構成濾波網絡。控制電路由TDA16888及其外部元件組成，外圍電路包括電流檢測電路(由R9組成)，輸入電壓取樣電路(由R6、R7組成)，輸出電壓反饋電路(由R17、R18、R19和R20組成)，反饋回路為PI控制器，電壓環PI控制器由C9、C10、R24組成，電流環PI控制器由C6、C7、R22組成。控制器工作頻率由電阻R26決定，R26值越大，則其工作頻率越小，R26取值51 kΩ，工作頻率為100 kHz。
根據功率要求，功率電路的功率器件選擇如下：Boost電感L2取值470μH；開關管VQ1為IRFP460，其主要參數為：漏-源極最小擊穿電壓500 V，漏-源極的最大導通電阻為O．27 Ω，最大導通電流20 A；整流二極管VD1選取肖特基二極管STFA806，其主要參數為：反向工作電壓600 V，正向平均工作電流8 A。輸出電容C14取值2 200μF／450 V。
4 試驗結果
在負載為2 kW時PFC電路的工作波形如圖4～圖5所示。圖4為交流輸入端電壓、電流波形及電流諧波分析，圖中交流輸入端電壓波形通道為4、電流波形通道為3，電流的諧波分析結果為D。由圖4可看出，加入PFC電路后，交流輸入電流波形由窄脈沖變為正弦波，與輸入電壓同相，Boost變換器近似為純電阻，輸入電流總諧波量為4．5％。圖5為開關驅動波形與電路的輸入電流波形。示波器通道1為開關管的驅動波形．通道2為輸入電流波形，由圖5可見，輸入電流經有源功率因數校正器的校正后，波形幾乎達到標準的正弦波，使用單相功率表(DB3-PF01)測得功率因數超過0．99，達到設計要求。在輸入電壓的整個范圍內及負載變化的情況下也得到類似結果。
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