有源功率因数校正技术的研究主要集中在电路拓扑、控制策略和建模分析等方面。其中电路拓扑的研究除了电力电子技术中的基本变换器结构外，还针对一些特殊的拓扑结构。利用这些拓扑结构本身特性构成所需要的PFC变换器，以实现提高电路性能，降低成本的目的。控制策略的研究则主要是针对特定的拓扑结构，通过不同的数学和建模分析，寻找*优或*合适的控制方法，以提高整体电路的性能，简化控制电路，降低成本。此外，改进开关器件的性能，也可以从整体上提高电路的性能。 在实际应用中，针对不同的应用场合，对有源功率因数校正电路的要求也是多种多样的。Boost型电路以其控制简单，电流纹波较小等优点得到了广泛应用。从实现PFC的控制策略上来看，又以DCM模式下的变频控制法和CCM模式下的平均电流控制法应用*为广泛，并且在市面上己经有了商用的PFC控制芯片出售。本文的目的是从开关变换器基本的拓扑结构出发，寻找简单和方便的控制方式。 根据正向输出的Buck-Boost变换器工作的基本原理，提出了一种新的功率因数校正电路结构，并给出了相应的控制方式。该电路能够利用电压跟随的方式实现PFC。由于该电路能够实现降压输出，因而降低了对所有功率开关管的耐压要求，有利于提高变换器的转换效率和降低成本。1 Boost PFC变换器电路设计要求 本文内容来源于对一项军用车载电源的研究设计，该设计的主要设计指标如下。 （1）输入特性。市电：154~264 V，50±3 Hz；4.5 kW汽油发电机：154~264 V，50±3 Hz；外28 V： DC 28 V 3.5 kW，蓄电池组：DC 24 V/200 Ah。（2）输出特性。输出两路DC 24 V。（3）交流输入正常时的输出特性。输出电压为25.5±0.5 V，输出功率为3 000 W；输出电压纹波不大于10 mV；电源效应小于或等于2%；负载效应小于或等于3%。（4）蓄电池24 V或外28 V输入时的输出特性。输出电压为25.5±0.5 V；输出功率为3 000 W；输出电压纹波不大于10 mV；输出特性：输出两路DC 24 V。（5）配电优先顺序：市电、油机、外28 V、电池。（6）保护。交流输入过压保护：264 V；交流输入欠压保护：154 V；外28 V输入保护；过压保护：32±0.5 V；欠压保护：20±0.5 V；反接保护。（7）蓄电池保护。过放保护和反接保护。（8）输出保护。过压保护：27 V±0.5 V。（9）过流与短路保护。效率大于或等于80%；功率因数大于0.9。（10）充电特性。正常充电特性：*高充电电压28.8±0.2 V；*大充电电流40±5 A；充电时间为6.5 h；充电效果为恒流——均压减流——浮充；电池严重亏电时的充电特性为涓流（1A）——恒流——均压减流——浮充。 为了满足以上要求，本论文选择了有实际研究价值的基于UC3854控制的Boost PFC变换电路来研究。比较而言，Flyback型PFC虽然易于实现输入、输出的隔离，但由于其隔离变压器磁芯单向磁化，使得其磁通复位控制困难，变压器利用率低，电路设计不但困难、复杂，而且可靠性降低，又增加了电源的体积、重量、铁耗、铜耗及成本。这均限制了它的实际应用。Boost型PFC输入电流连续、易于控制，功率因数PF高，电流畸变系数THD小，输出电压高，允许电容储存更多的电能，能提供更长时间的掉电保护，这些优点促使世界上一些电力电子器件生产厂商（如美国德州仪器、微线）开发出诸多性能非常稳定可靠的集成控制芯片，如UC3852、UC3854、UC3855、UC3857、UC3858、UC38500、ML4803等，使Boost变换器获得了广泛的应用。2 UC3854简介 UC3854是一种有源功率因数校正专用控制芯片。它可以完成升压变换器校正功率因数所需的全部控制功能，使功率因数达到0.99以上，输入电流波形失真小于5%。该控制器采用平均电流型控制，控制精度很高，开关噪声较低。采用UC3854组成的功率因数校正电路后，当输入电压在85~260 V之间变化时，输出电压还可保持稳定，因此也可作为AC/DC稳压电源。UC3854采用推拉输出级，输出电流可达1 A以上，因此，输出的固定频率PWM脉冲可驱动大功率MOSFET。UC3854内部框图如图1所示。
3 Boost PFC变换器电路主要参数的设计与计算3.1 Boost功率电路的设计与计算 Boost电路的设计主要就是功率器件的选取和电感的设计。变换器的输入电压范围是AC 80～275 V，输出为DC 400 V，标称功率为300 W，开关频率为50 kHz，变换器工作在DCM下。下面来给出具体的参数设计。 由于功率恒定，输入电流的*大峰值是在输入电压为*低时：I 此外，功率管选取IR公司生产的RFP460LC，耐压为600 V，*大正向通态电流20 A（25℃时）。续流二*管选用Onsemi公司生产MUR860超快恢复二*管，耐压600 V，正向额定电流8 A，反向恢复时间为35 ns。3.2 控制电路的设计 分块来设计以UC3854为核心的有源功率因数校正器电路，如图2所示。
4 基于Simulink的仿真模型及仿真波形4.1 仿真模型 控制电路采用平均电流控制型，用UC3854实现控制功能，所以模型也是基于UC3854的结构建立的，其仿真模型如图3所示。UC3854包含了平均电流控制型功率因数校正控制电路的全部所需功能的单片集成电路，主要由电压放大器、模拟乘法器、电流放大器和定预脉宽调制器组成。此外还包括与功率MOSFET兼容的栅*驱动器，7.5 V的电压基准、总线预测器、加载智能比较器、欠压检测和过流比较器。UC3854乘除法器的输出电流端为基准电流，它与检测电流决定占空比的大小。
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