0 导言
跟着电力电子技能的开展，电网中整流器、开关电源等非线性负载不断添加。这些存在冲击性的用电设备，将引起网侧输入电流发生严峻畸变，发生很多谐波污染，导致电网功率因数过低，所以进步功率因数势在必行。
前期功率因数校对选用在整流器后加滤波电感电容完成，功率因数一般只需0.6左右；在20世纪90年代，有源功率因数校对（APFC）发生，是在整流器和负载之间接入一个DC/DC 开关变换器，其根本原理是通过操控电路逼迫沟通输入电流波形盯梢沟通输入电压波形，然后完成沟通电流波形正弦化，并与沟通输入电压波形同步，功率因数可进步到0.99以上。
1 APFC 电路拓扑
1.1 传统有桥APFC拓扑
传统Boost APFC 电路组成由整流桥和PFC 组成，如图1所示。作业时流转途径有三个半导体作业，功率因数低。当变换器功率和开关频率进步时，体系通态损耗明显添加，全体功率低，且操控电路较杂乱。
1.2 根本无桥APFC拓扑
针对传统有桥电路的问题，本文提出了既能进步PF并且通态损耗低的无桥电路，如图2所示。表1为有桥拓扑和无桥拓扑的比照。
从表1看出，当MOSFET导通和关断时，无桥APFC相对于有桥APFC 都节省了一个二极管。通过理论核算后得出，无桥拓扑APFC 在全功率输入时，可进步约1%的功率。并且无桥拓扑更利于电路集成化。但根本无桥Boost APFC 电路存在共模搅扰严峻、电流采样难的问题。
1.3 双二极管式无桥APFC拓扑
为了处理根本无桥Boost APFC 电路EMI 严峻、电流采样难的问题，对根本无桥Boost APFC 电路加以改进，如图3所示，在根本无桥Boost APFC 电路上添加两个快康复二极管VD3和VD4.
图3中，电阻Rs 为电感中的电流检测电阻，使电流检测电路减化。尽管Rs 在作业时会发生必定损耗，但只需阻值挑选适宜，检测电阻的损耗占整个功率损耗的百分比很小。这样交直流侧共地，到达按捺共模搅扰的意图。
1.4 双二极管式无桥拓扑作业原理双二极管式无桥电路作业进程如下：
（1）电源电压正半周时，如图4所示，图4中粗黑线所示即为输入电压正半周时电流途径。
模态一：二极管VD1，VD2 反偏截止。操控开关管VT1导通，输入电流从电源正极经L1，VT1，VD4回到电源负极构成电流转路，给电感L1 储能。负载由储能电容C供给能量。
模态二：开关管VT1 关断，电感电流骤变时发生的感应电动势使二极管VD1 正偏导通，电流经电感L1，VD1，VD3构成回路。此刻电感开释能量，电容C 及负载RL 由电感和电源串联供电。
（2）电源电压负半周作业模态如图5所示，图5中粗黑线所示即为输入电压负半周时电流途径。
模态三：VD1，VD2截止。操控开关管VT2导通，输入电流从电源正极经L2，VT2，VD3回到电源负极构成电流转路，给电感L2 储能。负载由储能电容C 供给能量。
模态四：开关管VT2关断，VD2导通，电流经电感L2，VD2，VD4构成回路。此刻电感开释能量，电容C 及负载RL 由电感和电源串联供电。
2 APFC 操控计划
功率因数校对传统的操控计划有三种即峰值电流操控、滞环电流操控、均匀电流操控。但传统的操控计划有必要以乘法器为中心，使得操控电路杂乱。
本文选用无需乘法器的新操控办法-单周期操控。
单周期操控的最大特点是：通过操控开关的占空比，让电路不管处在稳态仍是瞬态都能使受控量的均匀值刚好等于或正比于给定VREF，然后在一个周期内有效地按捺了电源侧的扰动。单周期操控技能在操控回路中不需求差错归纳，具有体系呼应快、开关频率安稳、电流畸变小、易于完成等长处，在APFC电路的新式操控技能使用广泛。
IR1150是一种CCM 操控芯片，它选用了IR公司特有的单周期操控技能，为APFC电路供给了一种低成本、规划简略的处理计划。该芯片内部主要由电压差错扩大器、电流检测扩大器、复位积分器、PWM比较器以及RS 触发器组成，别的还有7 V 参阅电压和一些维护电路。中心电路为积分复位器，如图6所示。
其操控环路包含电流内环和电压外环，电流环选用了内嵌式的输入电压信号，通过脉宽调制调理与输入电压相关的占空比，使输入均匀电流跟从输入电压且为正弦波，只需电路作业在接连形式，这种盯梢联系就能保持。单周期作业波形如图7所示。
3 无桥APFC 电路仿真
3.1 仿真电路
本文选用MATLAB Simulink中的SimPowersystems模块集里的模块建立无桥有源功率因数校对仿真电路，如图8所示。
仿真参数规划：输入沟通电压15 V，50 Hz;输出直如图8所示，虚线框内为双二极管式无桥APFC 主电路。其间：ui是输入沟通15 V 电源，VD1~VD4 是快康复二极管，VT1，VT2 是开关管。L1，L2 为升压电感，Cout是输出%&&&&&%，RL 是直流负载，R1，R2 ，R3 是输出电压采样电阻，Rs 是输入电流检测电阻，Subsystem1是功率因数丈量子体系。示波器u/i，示波器i，示波器uo，示波器PF别离用来丈量输入沟通电压电流，输入沟通电流，输出直流电压，体系功率因数。
图8实线框内为单周期操控的驱动电路，其操控原理是调制电压Vm 由主电路输出电压经分压电阻R3 得到的反应电压与7 V基准电压VREF 比较后所得，并分为两路：
Vm 与电流检测信号Iin Rs 通过运算得到Vm – Iin Rs;积分器对调制电压Vm 积分得到三角波∫Vm dt.
在脉冲来暂时，积分器作业，然后以上两路信号进行比较，当Vm – Iin Rs >∫Vm dt 时，比较器输出为1，驱动开关管注册；当Vm – Iin Rs ∫Vm dt 时，比较器输出为0，开关管关断。
3.2 仿真成果
图9（a）为输入电流波形，能够看到电路安稳后，根本为正弦波。图9（b）是对输入电流在0.102~0.103 s的仿真时间内进行部分扩大，能够清楚地看到输入电流能及时地盯梢输入电压，到达功率校对的意图。
通过仿真剖析，由图10看出输入电流波形为接连的正弦波，与输入电压波形同相位。由图11看出体系安稳后输出直流电压到达28 V，满意规划要求。由图12看出沟通网侧功率因数高达0.999.由图13看出输入电流谐波畸变率为6.82%，满意谐波规范。所以，规划的单周期操控的无桥APFC到达规划意图。
4 结语
摘要：本文提出的根据无桥APFC电路的单周期操控计划。 本计划中选用的单周期操控的无桥APFC，主电路所用开关器材少，电路功率高，并且利于电路集成化；而本文的操控计划不再需求乘法器，简略易于完成。从仿真成果看，本计划到达了功率因数校对的意图。
