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导论:开关电源产品，对电网带来严重的污染，主要包括电流谐波较大，输入功率因数低，为了抑制这一现象，提出了相应的谐波标准，如开关电源产品，当功率在75W以上时都要满足谐波标准，在这一标准的要求下，BOOST PFC开始大放异彩:一.首先谈谈基本概念:小注:生活还是技术，我们总是着急向前，而有时有不得不回头捡捡最基础的东西1.What? is Power Factor1)我们熟知功率因素被定义为有功功率与视在功率的比，我们经常用相角偏差的cos来定义，但这需要一个条件：那就是电流和电压应该都为正旋，这样才可以用相角偏差的余旋来表示。2)a.有功功率产生真正的功率，这是能量转递的部分;b.无功功率是产生磁场所需的功率，对能量传递没有作用，但有时确是必需的，是能量传递需要的一个副产品。c.视在功率是整个功率。3)在电压和电流都为正旋时可以用相角余旋表示；然而有时电流波形并不是正旋，尤其在开关电源中。这时功率因素包含两个因素，一个波形不同步，还有一个是畸变。4)功率因素的数学定义：
4）功率因数校正与谐波限制的真相：对于失真的波形，使用各种功率因数校正方法可能满足功率因数的需要，却不一定能满足IEC555-2或IEC1000-3-2的谐波限制要求。这是因IEC的技术标准限制了具体谐波的幅值。2.Why? for Power Factor Correct
上图为普通整流，只有当输入电压大于电容电压时二极管才导通，这样输入电流为脉冲形状如下图：
因此，有源功率因素校正在开关电源带来一系列优点中应运而生:3.How and way？二.对于上图,谈谈功率因数变差的原因和校正措施：1.功率因数变差的原因是什么？?是因整流桥吗？(1)个人感觉应该归结为BUS电容电压，是因有BUS电容的电压平 台才使输入电流变成窄脉冲了；(2) 如果没有BUS电容电压这个平台,经过全波整流后还可以保持单位功率因数输入；2.怎么才能改善输入功率因数？(1) 我们想到BOOST电路或其他拓扑结构，BOOST本身是DC/DC变换器，我们反用之活用之。(2) 输入功率因素变差的根本原因是AC整流电压和电容电压出现了压差；(3) 这个压差我们用BOOST电路来产生和连通，使整流桥感受不到这个压差的存在，来保持输入的单位功率因数。
三.接下来的问题是我们怎样来控制BOOST的开关管来实现上述想法那？
1.使输出的BUS电压稳定在一个值：采用如图中的红框所示的方式，即让你的电压和一个固定的精准电压进行比较，得到静态工作点的稳态值，可以在加上PID进行的调节，这点大家都很清楚了。*2.重要的是如何让输入电流和电压同步正弦？a.当然最简单的方法就是把输入电压采样过来(当然要整流后的正馒头波了）,做为电流的参考信号。3.对于上边的两方面如何一起做到？乘，乘法器来做乘后,做为外部电压环的反馈信号来给开关管的内部电流环；来实现电流跟随电压的目的。4. 内环和外环有什么要求？内环要快，外环要慢，快慢之差，要让电流内环感到外部电压参考就是一个衡量。5.当然这后边有更深层的东西，电压环要慢到克服市电工频的影响；开关管最好别快得让开关频率跑到EMI的测试范围中。四：剩下的该进一步探讨BOOST本身的问题了：1.工作模式，与影响的负载和电感的关系应怎样理解（后续再简述）a.CCMb.CriCM(BCM)c.DCM五：接着谈BOOST电路：BOOST电路的三种工作模式：1. 为CCM工作模式；2.为BCM工作模式；3.为DCM工作模式;其中，K=2Lfs/R 为和负载相关的参数；所以：a.低压输入，重载，会更容易跑到连续模式；b.高压输入，轻载，会更容易跑到断续模式；而电感同样:a.如果想完全工作在CCM模式必须足够大;b.完全工作在断续模式必须足够小;事实上：我们希望工作连续模式，允许小范围工作断续模式，这样比较好处理。有个问题,请教各位大师:对于:为CCM工作模式；而我们都知道,D是在0和1之间的数，这样我们会知道D(1-D)的平方的极致点为4/27；这样我们是否可以肯定的讲，如果K大于4/27一定是全连续的？六.BOOST的控制:1.
（1）DCM输入电流自动跟踪输入电压，控制简单，仅需一个电压环，成本低，电感量小，主管ZCS，续流管无反向恢复问题,适合小功率用电设备。（2）BCM一般采用变频控制，在固定功率开关管开启时间的条件下，调整开关管的关断时间，使电感始终处于临界导电模式，可获得单位功率因数，适用于中小功率场合。开关频率不固定（变频），功率管导通时间固定。（3）CCM电感电流连续时可以选择多种控制方法，如：峰值电流控制、滞环电流控制、平均电流控制等，适用于大功率场合，开关频率可以恒定（如峰值电流控制等（定频）），也可以变化（如滞环控制（变频））。2. 控制方式(CCM)：(1）峰值电流控制：
控制方法:a.当电感电流达到电流基准以前，开关一直处于导通的状态b. 电流基准是由全波整流电压的采样值与电压环误差放大器的输出乘积决定的，一旦当电感电流达到电流基准，经比较器输出一关断信号，使开关管截止c.以后由定频时钟再次开通开关，如此进行周期性变化d. 电感电流的峰值包络线跟踪整流电压Vdc的波形，使输入电流与输入电压同相位，并接近正弦波优点缺点:峰值电流控制的优点是实现容易，缺点是其占空比变化较大。在占空比>50%时，电流环会产生次谐波振荡现象，这种现象常出现在恒频PWM DC/DC变换器中，因此，这个电路中也会发生这种现象。为了克服这一现象，必须在比较器的输人端加一斜坡补偿。（2）平均值电流控制：
a.主电路的输出电压Vo和基准电压Vref比较后，输入给电压误差放大器Vea，整流电压Vac检测值和Vea 的输出电压信号共同加到乘法器的输入端，再除以前馈电压的平方，乘法器的输出则作为电流反馈控制的基准信号。b.储能电感电流信号与电流基准信号比较做差后，再经过PI调节器，与载波交截，产生PWM波以控制开关管的通断，从而使即电感电流IL的平均值跟踪基准，从而使输入电流波形与输入电压的波形基本一致，使电流谐波大为减少，提高了输入端的功率因数.开关频率由载波频率决定（一般定频）。（3）
a. 电压外环的作用是为滞环控制单元提供瞬时电流参考信号，作为滞环逻辑控制器的输入b.所检测的输入电压经分压后，产生两个基准电流：上限值与下限值c.当电感电流达基准下限值时，开关管导通，电感电流上升，当电感电流达基准上限值时，开关管关断，电感电流下降d.电流滞环宽度决定了电流纹波大小.开关频率由环宽决定（变频）七.CCM和DCM之间的BCM为例以示列来谈电感值的求取:
八．再谈DCM模式变频控制的Ton：（1）假定在稳态条件下，在一个开关周期内，开关管的导通时间为Ton，输入电压为Uin，电感电流为I;电感电流峰值为Imax，感量为L，电感电流达到峰值时，对应的电压ui。则在开关导通期间，有：
2）什么情况？如果输入周期内各开关周期的占空比近似不变时，电感电流的峰值与输入电压成正比，反之也成立。大家不感到这很有意思吗?变频控制，导通时间竟然是个常量。九.再谈谈Ton:1.在我一开始接触时，Ton不变，我感到这很奇妙，体会出这期间的奇妙和美丽，Ton近似不变；2.这是为什么那？文件都告诉我很简单的就推出来了：IL_peak=2*sqrt(2)*Pin/Vac 和 I=ton*sqrt(2)*Vac/L 一联立就推出：ton=2*Pin*L/Vac ；3.可是都说简单一推就可以，我知道联立的解，但是我就是反映不过来为什么可以这样联立那？搞不清，很简单的一推，但是就是不能在感觉上去理解它。4.这才有了我前两天先从公式I=Ton/L*Uin 或Uin=L/ton*I这个公式两端看，如U和I同步，则Ton不变，反之亦然。5.自从我认可了这件事后，回头再看上边的推导，假如我们锁定在Vac的峰值点，不就可以吗，原来，原来如此，可不是挺简单得吗？呵呵6.那什么？那什么？Ton是个常量，是否我们要能控制好Ton,就不用电流跟随电压，就不用提取馒头波的电压参考了那 ？7.那么我以前讲的实现PFC控制的乘法器什么的，是否都是多余的那？这个问题，请各位大师帮助解答一下，这是我的疑惑？？十.开关频率1.呵呵，Ton这件事搞懂了，那还剩下什么了，fs:这家伙怎样变化那?我好奇了，你是否也好奇了那？这家伙有些不定，感决分析清楚还很复杂，怎么办那?，我们先有个印象吧:
4）功率因数校正与谐波限制的真相：对于失真的波形，使用各种功率因数校正方法可能满足功率因数的需要，却不一定能满足IEC555-2或IEC1000-3-2的谐波限制要求。这是因IEC的技术标准限制了具体谐波的幅值。2.Why? for Power Factor Correct上图为普通整流，只有当输入电压大于电容电压时二极管才导通，这样输入电流为脉冲形状如下图：因此，有源功率因素校正在开关电源带来一系列优点中应运而生:3.How and way？二.对于上图,谈谈功率因数变差的原因和校正措施：1.功率因数变差的原因是什么？?是因整流桥吗？(1)个人感觉应该归结为BUS电容电压，是因有BUS电容的电压平 台才使输入电流变成窄脉冲了；(2) 如果没有BUS电容电压这个平台,经过全波整流后还可以保持单位功率因数输入；2.怎么才能改善输入功率因数？(1) 我们想到BOOST电路或其他拓扑结构，BOOST本身是DC/DC变换器，我们反用之活用之。(2) 输入功率因素变差的根本原因是AC整流电压和电容电压出现了压差；(3) 这个压差我们用BOOST电路来产生和连通，使整流桥感受不到这个压差的存在，来保持输入的单位功率因数。三.接下来的问题是我们怎样来控制BOOST的开关管来实现上述想法那？1.使输出的BUS电压稳定在一个值：采用如图中的红框所示的方式，即让你的电压和一个固定的精准电压进行比较，得到静态工作点的稳态值，可以在加上PID进行的调节，这点大家都很清楚了。*2.重要的是如何让输入电流和电压同步正弦？a.当然最简单的方法就是把输入电压采样过来(当然要整流后的正馒头波了）,做为电流的参考信号。3.对于上边的两方面如何一起做到？乘，乘法器来做乘后,做为外部电压环的反馈信号来给开关管的内部电流环；来实现电流跟随电压的目的。4. 内环和外环有什么要求？内环要快，外环要慢，快慢之差，要让电流内环感到外部电压参考就是一个衡量。5.当然这后边有更深层的东西，电压环要慢到克服市电工频的影响；开关管最好别快得让开关频率跑到EMI的测试范围中。四：剩下的该进一步探讨BOOST本身的问题了：1.工作模式，与影响的负载和电感的关系应怎样理解（后续再简述）a.CCMb.CriCM(BCM)c.DCM五：接着谈BOOST电路：BOOST电路的三种工作模式：1. 为CCM工作模式；2.为BCM工作模式；3.为DCM工作模式;其中，K=2Lfs/R 为和负载相关的参数；所以：a.低压输入，重载，会更容易跑到连续模式；b.高压输入，轻载，会更容易跑到断续模式；而电感同样:a.如果想完全工作在CCM模式必须足够大;b.完全工作在断续模式必须足够小;事实上：我们希望工作连续模式，允许小范围工作断续模式，这样比较好处理。有个问题,请教各位大师:对于:为CCM工作模式；而我们都知道,D是在0和1之间的数，这样我们会知道D(1-D)的平方的极致点为4/27；这样我们是否可以肯定的讲，如果K大于4/27一定是全连续的？六.BOOST的控制:1.（1）DCM输入电流自动跟踪输入电压，控制简单，仅需一个电压环，成本低，电感量小，主管ZCS，续流管无反向恢复问题,适合小功率用电设备。（2）BCM一般采用变频控制，在固定功率开关管开启时间的条件下，调整开关管的关断时间，使电感始终处于临界导电模式，可获得单位功率因数，适用于中小功率场合。开关频率不固定（变频），功率管导通时间固定。（3）CCM电感电流连续时可以选择多种控制方法，如：峰值电流控制、滞环电流控制、平均电流控制等，适用于大功率场合，开关频率可以恒定（如峰值电流控制等（定频）），也可以变化（如滞环控制（变频））。2. 控制方式(CCM)：(1）峰值电流控制：控制方法:a.当电感电流达到电流基准以前，开关一直处于导通的状态b. 电流基准是由全波整流电压的采样值与电压环误差放大器的输出乘积决定的，一旦当电感电流达到电流基准，经比较器输出一关断信号，使开关管截止c.以后由定频时钟再次开通开关，如此进行周期性变化d. 电感电流的峰值包络线跟踪整流电压Vdc的波形，使输入电流与输入电压同相位，并接近正弦波优点缺点:峰值电流控制的优点是实现容易，缺点是其占空比变化较大。在占空比>50%时，电流环会产生次谐波振荡现象，这种现象常出现在恒频PWM DC/DC变换器中，因此，这个电路中也会发生这种现象。为了克服这一现象，必须在比较器的输人端加一斜坡补偿。（2）平均值电流控制：a.主电路的输出电压Vo和基准电压Vref比较后，输入给电压误差放大器Vea，整流电压Vac检测值和Vea 的输出电压信号共同加到乘法器的输入端，再除以前馈电压的平方，乘法器的输出则作为电流反馈控制的基准信号。b.储能电感电流信号与电流基准信号比较做差后，再经过PI调节器，与载波交截，产生PWM波以控制开关管的通断，从而使即电感电流IL的平均值跟踪基准，从而使输入电流波形与输入电压的波形基本一致，使电流谐波大为减少，提高了输入端的功率因数.开关频率由载波频率决定（一般定频）。（3）a. 电压外环的作用是为滞环控制单元提供瞬时电流参考信号，作为滞环逻辑控制器的输入b.所检测的输入电压经分压后，产生两个基准电流：上限值与下限值c.当电感电流达基准下限值时，开关管导通，电感电流上升，当电感电流达基准上限值时，开关管关断，电感电流下降d.电流滞环宽度决定了电流纹波大小.开关频率由环宽决定（变频）七.CCM和DCM之间的BCM为例以示列来谈电感值的求取:八．再谈DCM模式变频控制的Ton：（1）假定在稳态条件下，在一个开关周期内，开关管的导通时间为Ton，输入电压为Uin，电感电流为I;电感电流峰值为Imax，感量为L，电感电流达到峰值时，对应的电压ui。则在开关导通期间，有：2）什么情况？如果输入周期内各开关周期的占空比近似不变时，电感电流的峰值与输入电压成正比，反之也成立。大家不感到这很有意思吗?变频控制，导通时间竟然是个常量。九.再谈谈Ton:1.在我一开始接触时，Ton不变，我感到这很奇妙，体会出这期间的奇妙和美丽，Ton近似不变；2.这是为什么那？文件都告诉我很简单的就推出来了：IL_peak=2*sqrt(2)*Pin/Vac 和 I=ton*sqrt(2)*Vac/L 一联立就推出：ton=2*Pin*L/Vac ；3.可是都说简单一推就可以，我知道联立的解，但是我就是反映不过来为什么可以这样联立那？搞不清，很简单的一推，但是就是不能在感觉上去理解它。4.这才有了我前两天先从公式I=Ton/L*Uin 或Uin=L/ton*I这个公式两端看，如U和I同步，则Ton不变，反之亦然。5.自从我认可了这件事后，回头再看上边的推导，假如我们锁定在Vac的峰值点，不就可以吗，原来，原来如此，可不是挺简单得吗？呵呵6.那什么？那什么？Ton是个常量，是否我们要能控制好Ton,就不用电流跟随电压，就不用提取馒头波的电压参考了那 ？7.那么我以前讲的实现PFC控制的乘法器什么的，是否都是多余的那？这个问题，请各位大师帮助解答一下，这是我的疑惑？？十.开关频率1.呵呵，Ton这件事搞懂了，那还剩下什么了，fs:这家伙怎样变化那?我好奇了，你是否也好奇了那？这家伙有些不定，感决分析清楚还很复杂，怎么办那?，我们先有个印象吧: