宽变频（360～800Hz）输入下功率因数校正关键技术的研究

有源PFC技术具有功率因数(PF)高、功率密度高和总谐波含量(THD)小等优点,在工业电子设备中得到广泛的应用。但有源PFC变换器存在输入电流过零畸变的缺陷,并且随着输入频率的升高而越来越严重。未来航空电网将采用360～800Hz供电频率,这对有源PFC变换器在航空上的应用具有很大的挑战。本文的工作就是研究输入电流过零畸变的原因,并提出合适的解决方案。 本文首先对Boost PFC变换器进行了建模,然后对输入电流过零畸变的原因进行了详细的分析,指出电感的尖端畸变、电流环和直流滤波电容引起的输入电流和输入电压相位差是产生过零畸变的根本原因。针对这两种原因提出了详细的解决方案,最后给出了实验验证。 为了减小电感电流的尖端畸变,本文详细地分析了电感取值对尖端畸变、阻尼因数、断续模态的影响。针对电流环和直流滤波电容造成的超前相位,本文中先给出了补偿电流环超前相位的方案,在此基础上给出了同时补偿电流环与直流滤波电容超前相位的方案,并详细推导了补偿电路参数的计算过程。 在理论分析的基础上,详细阐述了基于UC3854A的Boost PFC变换器的主电路及控制电路参数的设计过程,制作了一台输入电压115V(360～800Hz)、功率为500W的实验样机,对过零畸变原因以及两种补偿方案进行了实验验证。实验表明同时补偿电流环和直流滤波电容的方案可以有效的减小输入电流的谐波,并提高变换器的功率因数。因此更适合于即将采用的360～800Hz变频交流航空电网。