摘要：随着电力电子器件的广泛使用，使得电网电流产生谐波信号，谐波信号过多可能会导致电网的传输效率有所降低，甚至会造成用电设备的损坏。功率因数校正技术是用来减少输入电流谐波，降低输入端电压电流相位差，提高输入端功率因数和改善电能质量的有效手段。针对功率因数校正技术的发展背景、主要特点及其用处，叙述了本课题研究的必要性和重要性。主要研究了对于boost型单级有源功率因数校正变换器，控制电路中采用了外电压环、内电流环双闭环控制系统，其中电流环采用滞环电流控制，目的是有效提高交流端功率因数，电压环目的是稳定输出电压。详细分析了该变换器的工作原理和特性，采取小信号分析法，建立小信号模型，给出小信号特性传递函数，设计了控制电路，并在MATLAB中进行建模，并对系统进行仿真。最后经过分析仿真波形，表明所研究的双环控制的功率因数校正电路能够实现高功率因数，同时能够稳定输出电压。

关键字：boost变换器，功率因数校正，小信号分析，双环控制

目录

摘要

Abstract

第一章 绪 论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2国内外研究现状-2

1.3本课题的主要研究内容-3

第二章 功率因数校正电路-4

2.1 有源功率因数校正技术-4

2.2功率因数的定义-5

2.3 主电路拓扑结构的选定-6

2.3.1 Buck变换器-6

2.3.2 Boost变换器-7

2.3.3 Boost主电路分析-8

2.4 控制方案选定-10

2.4.1 电压跟随器型PFC变换器-10

2.4.2乘法器型PFC变换器-11

2.4.3 电流不连续导通模式（DCM）-12

2.4.4 电流连续导通模式（CCM）-12

2.4.5 峰值电流控制-12

2.4.6 平均电流控制-13

2.4.7 滞环电流控制-13

第三章 元件参数与闭环控制器设计-15

3.1 元件参数设计-15

3.1.1主电路部分电感值设计-15

3.1.2主电路部分电容值设计-16

3.1.3主电路部分功率元件选择-17

3.2 控制器设计-17

3.2.1 小信号分析-18

3.2.2 小信号传递函数-21

3.2.3 电流内环设计-21

3.2.4 电压外环设计-22

3.3 校正电路完整分析-24

第四章 建模与仿真-26

4.1 仿真模型与仿真指标-26

4.2 波形对比分析-26

4.2.1 功率因数对比-26

4.2.2 输出电压电流分析-28

第五章 结 论-30

致 谢-31

参考文献-32