单相Boost型PFC原理及控制

0 摘要

本文主要记录在设计高频整流电路中，采用Boost开关电路进行功率因素矫正的问题，也是PFC系列的第一篇介绍文章。从功率因素、Boost电路结构、PFC控制算法、Matlab仿真、功率电路设计、嵌入式代码编写五个部分进行介绍，同时记录下在设计过程中面临的一些问题。

1 功率因素

对于正弦电路系统，电压和电流的相位关系是必须考虑的问题。正是由于电容电阻这类储能元件的作用，会存在使电压与电流的相位存在超前和滞后的关系，电路系统不单单存在能量的消耗，还会有能量的相互转换。

在考虑交流系统的能量关系时，有如下几个概念需要了解：瞬时功率、有功功率，无功功率和视在功率。同时引出关于功率因素的概念。

设输入某网络的交流电：

$$u = \sqrt{2} \times U sin \space (\omega t + \phi_u) \\ i = \sqrt{2} \times I sin \space (\omega t + \phi_i)$$

其中$u$为瞬时电压、$U$ 为电压有效值、 $\omega$ 为交流电频率、$\phi_u$ 为电压相位；$i$为瞬时电流、$U$ 为电流有效值、 $\omega$ 为交流电频率、$\phi_u$ 为电压相位。

2 基于Boost电路的PFC控制设计

2.1 功率级主电路结构

2.2 PFC控制算法设计

3 Matlab仿真

4 主电路的PCB设计

5 控制程序代码编写

6 一些测试数据

7 参考文章