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APFC变频空调的优点

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变频空调
APFC

对于未采取功率因数校正的变频空调功率电路中，其AC/DC环节采用不可控全桥整流方式，结果向电网注入了高含量的谐波电流，带来了许多危害。
因此有必要对其AC/DC环节进行功率因数校正。采用APFC后，可将变频空调向电网注入的谐波电流含量限制在最低水平，功率因数接近于1，能够大大提高电网利用率。采用BOOST 方案进行功率因数校正的变频空调的功率级电路拓扑见图1。

图1 采用BOOST PFC变频空调的功率电路
采用连续电流模式控制、平均电流控制方式的BOOST方案来实现PFC具有很多优点：（1）输入电流连续，EMI小；（2）输入电流与输出功率范围宽；（3）结构简单，控制器容易实现。其基本控制结构见图2

双闭环的设计
APFC电路需要引入电压和电流双闭环反馈，其目的是实现整流与稳压功能，得到较高功率因数。电压环（外环）稳定输出电压，电流环(内环)使输入电流很好地跟踪输入电压波形。其原理描述如下：（1）通过检测整流后的输入电压（ Iac）与输出直流电压（ Vsense）来实时调整功率开关的占空比，使输出电压保持稳定。（2）电流环的设计是PFC电路设计的核心。输入整流电压（Iac）、输出电压误差放大器输出（Vea）和前馈电压（Vff）通过片内乘法器后形成基准电流信号，采样到的电感电流与该基准电流进行比较后，其高频分量（开关频率20kHz）进入电流误差放大器进行补偿、平均化处理和放大，得到的平均电流误差与锯齿波相比较决定功率开关的占空比，使占空比的变化遵循正弦规律，结果电感电流能够跟随基准电流，功率因数得以提高。

图2 APFC基本原理

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