1引言

現代開關電源的主要發(fā)展趨向之一是提高AC/DC變換器輸入端功率因數，減少對電網的諧波污染。傳統的AC/DC開關變換器輸入端是二極管整流—電容濾波組合電路，其輸入端電流波形呈脈沖狀，交流網側功率因數只有06～07，電流的總諧波畸變THD(TotalHarmonicDistortion)達到100％。(功率因數為0999時，THD約為3％)[1]。因此進行網側功率因數校正成為目前研究的熱點之一。

目前研究和應用得最多的隔離式高功率因數變換器要用兩級DC/DC開關變換器串聯，成本增加15％～20％。這種電路的最大缺點是需多個元器件，成本高，效率低，尤其在中小功率場合應用時，很不經濟。對于小功率AC/DC變換器，現在國內外正在研究開發(fā)單級高功率因數電路，功率因數可達09，而成本只增加5％。因而研究單級功率因數校正及變換技術已成為很迫切的要求。

為了減小PFC變換器的尺寸，降低成本，研究人員嘗試把PFC和隔離式DC/DC變換集成為單個功率級，同時完成輸入功率因數為1和輸出電壓恒定的功能。R.Erickson[2]在1990年較早地提出了建立在反激變換器基礎上的簡單功率因數整流器的設計。接下來的幾年里，M.H.Kherulawa[3]等人陸續(xù)提出了幾種單級PFC技術，但所有這些方案都有輸出電壓調節(jié)慢，控制復雜和效率低等缺點。1994年，RichardRedl[4]等提出了一系列新型單級隔離式功率因數校正變換器，克服了上述缺點，具有快速調節(jié)輸出電壓，只需一個或共同控制的兩個開關，一個PWM控制電路和自動整定線電流的優(yōu)點。RichardRedl的這項技術獲得了專利。之后，許多研究者在此基礎上研究出各種更完善的單級隔離式PFC變換器，它們與先前研究的變換器相比，在降低貯能電容電壓，減少諧波失真和快速調節(jié)輸出響應等方面有很大的改善。

2單級隔離式變換器的結構圖

單級隔離式PFC變換器的功率流圖如圖1所示，而傳統的兩級變換的隔離式PFC電路的功率流圖如

圖1單級式PFC變換器結構圖

圖2兩級式PFC變換器結構圖

圖3基本BOOST單級隔離式PFC變換器

圖4帶有再生鉗位的BOOST反激型單級隔離式PFC變換器

圖5帶有源鉗位和軟開關的BOOST反激型單級

圖6單級充電激勵式PFC變換器

圖2所示。

比較圖1和圖2，單級隔離式變換器通過控制開關的通斷，電路同時滿足了輸入側高功率因數和輸出側電壓的穩(wěn)定與快速調節(jié)。PFC單元與DC/DC變換單元的開關由同一個PWM控制信號控制，而兩級變換器的控制電路相互獨立。