摘要 单周期操控以其结构简略、体系牢靠安稳、功率因数高而得到推行，文中剖析现阶段典型的PFC电路存在的缺点，论述了单周期操控的优势和单周期单相PFC的作业原理，并树立了相应的仿真模型，给出了比照仿真成果。成果标明，单周期操控的Boost PFC功率因数更高，谐波失真小。
近年来，跟着电子电子器材的广泛运用，谐波污染问题受到了广泛的重视。有源功率因数校对技能作为处理谐波污染的新技能，成为电力电子学科的重要研讨方向。作为现在研讨的热点问题之一，APFC的操控器备受瞩目。现阶段各种方式的PFC电路首要用于开关电源，在很多操控战略中，以具有模拟乘法器的操控IC为干流，这种PFC电路在功率因数上能到达所需的要求，对任何开关器材都适用，运用广泛。但这类PFC电路中因为电流调制信号iref一般由式(1)决议
由(1)式中可看出，调制信号需求运用乘法器，这样使得操控电路比较复杂、操控精度较低，且现阶段的研讨标明模拟乘法器采样的网侧电压信号的动摇，会对功率因数校对作用产生影响，导致功率因数偏低。
为此本文提出了一种新式的PFC操控技能，单周期操控技能。单周期操控技能是20世纪90年代Keyue M Semdley提出的一种非线性操控技能，与典型的操控办法比较，无需运用乘法器、收集网侧电压，操控简略且安稳牢靠，在此基础上搭建了单周期操控的单相 Boost PFC仿真模型并进行了比照剖析。
1 单周期原理
单周期操控的中心思维是在一个开关周期内使得受控量的平均值严厉等于参阅量。单周期的操控原理可简化为如图1所示，x(t)为输入;k(t)为开关信号;y(t)为输出。在开关周期中满意y(t)=k(t)×x(t);在一个开关周期内开关频率远大于工频，能够为x(t)在一个周期内是不变的。 y(t)在通过复位积分后得到输出Vint。
依据原理图可得出
当Vint的值等于给定值Vref时，比较器将信号给RS触发器，信号将封闭开关k(t)，将式(2)积分常数RC设置为开关周期，一起注册积分器的复位开关，积分器快速复位。这样逼迫Vint一个开关周期严厉等于Vref，得出
由式(4)可知，y(t)的平均值在一个周期严厉内等于参阅给定值Vref，即单周期操控思维，这样单周期可推行到其他方式的变换器。
2 单周期操控单相Boost的PFC作业进程
功率因数校对的终究意图是输入电流与电压同相位的正弦波，关于图2中便是使输入电流ig与输入电压Vg同相位成线性关系。单相Boost PFC作业在电感电流接连的CCM形式下的条件能够得出Boost PFC的操控方针为Vg=Re×ig，由Boost电路可知V0(1-D)=Vg，所以Rex ig=V0(1-D)。假定Rs为输入电流的采样电阻等式两头同乘以Rs
ig×Re×Rs=V0(1-D)×Rs (5)
式(5)等于ig×Rs=Vm(1-D)，其间，
。上式为单相Boost根据单周期操控PFC的操控方程。根据操控方程得出图2操控原理图。
在每个脉冲周期开端，开关管S被触发导通，电感电流ig逐步上升，此刻输出值V0与参阅值Vref比较后，通过电压差错放大器调理后得到Vm，Vm通过带有复位的积分器输出为DVm，在加法器的作用下得出载波信号Vm-DVm，在ig×Rs=V-DV时，比较器翻转，触发器触发开关管S关断，一起触发复位积分器的开关导通。这样在每一个周期都使得电流跟从(1-D)且满意式(5)，完结PFC的功用而且能在一个周期内完结校对。
3 建模与仿真
由以上得到的操控方程，转化为操控框图后树立Matlab中Simulink下的操控模型。下面给出了典型的具有乘法器电流操控的仿真模型和全体Boost PFC仿真模型和单周期的操控仿真模型别离如图3和图4所示，并将两种PFC电路仿真成果进行比照。图3中带乘法器的PFC通过输出电压的采样经差错放大器后，与采样的Vd一起送入乘法器作为电流调理的载波。电流内环通过调理构成PWM信号操控开关。
对以上的仿真模型进行参数设置，交流电源为110 V/50 Hz，开关管的频率为20 kHz，整流后的升压电感L设置为2 mH，输出电压U0为265 V，负载电阻R为500 Ω，输出滤波%&&&&&%C为0.47 mF，采样电阻Rs为0.2 Ω，图5给出两种PFC电路的输入电压、电流和输出电压的波形。仿真成果通过傅里叶剖析，单周期操控的单相Boost，电路的总谐波失真 THD=2.37%，功率因数为0.998，挨近单位功率因数1;而带乘法器的PFC总谐波失真THD=8.46%，功率因数为0.923，电流的波形都挨近正弦波，由图能够显着看出带乘法器的PFC电压电流相位误差较大，直流侧的电压都安稳在265 V，确保了直流侧电压的安稳。可见，在相同条件下，单周期操控的PFC具有更好的功率因数校对的作用。
4 结束语
本文论述了典型带乘法器的PFC电路存在的缺点与缺乏，一起根据这些，介绍了单周期操控的优势，给出了根据单周期操控的Boost PFC的原理和其在Matlab中Simulink仿真模型。仿真成果标明，单周期操控的Boost PFC比较于典型带乘法器的PFC具有简略牢靠、功率因数更高、抗干扰能力强等优势。
