第1章 绪论 1
1.1 开关电源输入整流电路形式与谐波电流 1
1.1.1 单相交流输入开关电源 1
1.1.2 三相交流输入开关电源 2
1.2 功率因数和谐波 2
1.2.1 功率因数定义 2
1.2.2 功率因数和THD的关系 3
1.2.3 谐波产生的危害 4
1.2.4 谐波限制标准 4
1.3 改善开关电源功率因数及谐波问题的基本方法 6
1.3.1 功率因数校正实现方法 6
1.3.2 功率因数校正方案对比 8
1.3.3 在开关电源中实施功率因数校正的意义 9
1.4 APFC电路与DC/DC变换器的主要区别 10
1.5 PFC技术的现状和发展趋势 10
参考文献 12
第2章 PPFC电路 13
2.1 传统无源LC滤波电路 13
2.2 提高功率因数的几种整流电路 15
2.2.1 采用充电泵电路 15
2.2.2 采用非线性电容电路 16
2.2.3 倍电压整流电路 18
2.3 部分滤波方式的高次谐波抑制方法 20
2.3.1 1/N滤波型 20
2.3.2 能量反馈型 23
2.3.3 充电量控制型 24
2.3.4 部分升压方式高次谐波抑制电路 26
参考文献 27
第3章 APFC典型拓扑结构 29
3.1 基于Buck电路的PFC变换器 29
3.1.1 工作原理及模态分析 29
3.1.2 输入电流分析 31
3.1.3 输入功率因数及THD 31
3.2 基于Boost电路的PFC变换器 33
3.2.1 工作原理及模态分析 33
3.2.2 输入电流分析 34
3.2.3 输入功率因数 35
3.3 基于Buck-Boost电路的PFC变换器 36
3.3.1 工作原理及模态分析 36
3.3.2 输入电流分析 37
3.4 基于Cuk、Sepic和Zeta电路的PFC变换器 38
3.4.1 工作原理及模态分析 39
3.4.2 输入电流分析 41
3.5 基于Flyback的PFC变换器 42
3.6 基于Sepic的带隔离变压器的PFC变换器 43
3.6.1 工作原理及模态分析 43
3.6.2 输入电流分析 44
参考文献 45
第4章 APFC的控制策略 46
4.1 常用的CCM控制策略 46
4.1.1 峰值电流控制 46
4.1.2 平均电流控制 47
4.1.3 滞环电流控制 48
4.1.4 脉动电流面积控制 49
4.2 DCM控制策略 49
4.2.1 恒频控制 50
4.2.2 变频控制 50
4.3 新型非线性控制策略 51
4.3.1 单周期控制 51
4.3.2 滑模变结构控制 62
4.3.3 空间矢量PWM控制 63
4.3.4 无差拍控制 64
参考文献 65
第5章 单相单级PFC变换器 66
5.1 单相单级PFC变换器的发展历程 66
5.2 典型单相单级PFC变换器拓扑结构 67
5.2.1 PFC（DCM）＋DC/DC（DCM、CCM）组合方式 67
5.2.2 PFC（CCM）＋DC/DC（DCM、CCM）组合方式 68
5.2.3 并联型单级PFC（PPFC）变换器 69
5.2.4 单级全桥PFC变换器 70
5.2.5 有源钳位和软开关技术的应用 71
5.3 带抽头电感的单级PFC变换器 71
5.3.1 电路构成 72
5.3.2 工作原理和模态分析 72
5.3.3 仿真和实验结果 74
5.4 有源钳位PFC变换器 77
5.4.1 电路结构和工作原理 77
5.4.2 软开关条件及电路特性分析 81
5.4.3 控制电路设计 83
5.4.4 仿真和实验结果 85
5.5 单级全桥PFC变换器 87
5.5.1 电路结构与功率因数校正原理 87
5.5.2 工作模态分析 88
5.5.3 实验结果分析 91
5.6 并联型高效率PFC变换器 93
5.6.1 并联型变换器提高效率的原理 93
5.6.2 传统并联型PFC变换器 94
5.6.3 改进的并联型PFC变换器 95
5.7 变换器数学模型的建立和仿真分析 98
5.7.1 扩展状态平均法 98
5.7.2 等效电路模型及状态方程的导出 99
5.7.3 数学模型的建立 101
5.7.4 仿真分析 103
参考文献 105
第6章 无桥PFC电路 106
6.1 基本型无桥Boost PFC 106
6.1.1 基本型无桥Boost PFC电路的工作原理 107
6.1.2 基本型无桥Boost PFC的采样电路 108
6.2 无桥Boost PFC的EMI分析和抑制方法 112
6.2.1 相对电位分析法 113
6.2.2 模型分析法 113
6.2.3 EMI抑制措施 115
6.3 无桥Boost PFC的其他拓扑结构 116
6.3.1 图腾式无桥Boost PFC电路 116
6.3.2 伪图腾式无桥Boost PFC电路 118
6.3.3 双向开关型无桥Boost PFC电路 119
6.3.4 双二极管式无桥Boost PFC电路 120
6.4 无桥Boost PFC的电路模型 123
6.4.1 电路的大信号模型 123
6.4.2 电路的小信号模型 124
6.5 无桥Boost PFC的控制策略 127
6.5.1 模拟控制 128
6.5.2 数字控制 131
6.5.3 部分有源PFC控制 132
6.6 无桥Boost PFC的软开关技术 133
6.7 无桥单级电子镇流器 135
6.7.1 开关管复用结构的无桥单级电子镇流器 135
6.7.2 电荷泵结构的无桥单级电子镇流器 137
参考文献 139
第7章 交错技术在PFC中的应用 142
7.1 交错并联PFC电路 142
7.1.1 交错技术简介 142
7.1.2 交错并联PFC电路结构 142
7.2 交错并联Boost PFC电路的特性分析 145
7.2.1 输入电流纹波分析 145
7.2.2 输出电容电流纹波分析 147
7.2.3 交错并联结构对PFC电感的影响 148
7.3 交错并联PFC的控制策略和实现方式 148
7.3.1 控制策略 148
7.3.2 实现方式 150
7.4 交错并联PFC电路设计实例 155
7.4.1 参数设计 156
7.4.2 实验结果 160
参考文献 161
第8章 三相两级APFC电路 163
8.1 三相单开关APFC电路 163
8.1.1 三相单开关Boost APFC电路 163
8.1.2 其他三相单开关APFC电路 171
8.2 三相多开关APFC电路 175
8.2.1 三相双开关APFC电路 175
8.2.2 三相三开关APFC电路 179
8.2.3 三相四开关APFC电路 181
8.2.4 三相六开关APFC电路 182
8.3 由单相APFC组成的三相APFC电路 185
8.3.1 由三个单相APFC在输出端并联组成的三相APFC电路 186
8.3.2 由带隔离DC/DC变换器的单相APFC组成的三相APFC电路 186
8.3.3 将三相电压变成两相后再并联组成的三相APFC电路 187
8.4 数字化三相APFC 188
8.4.1 三相单开关数字APFC 188
8.4.2 三相六开关数字APFC 189
8.4.3 三电平三相数字APFC 189
参考文献 190
第9章 三相单级APFC电路 192
9.1 基于反激式拓扑的三相单级APFC电路 192
9.1.1 三相单开关反激式APFC电路 192
9.1.2 变压器和二极管桥分离的三相单开关反激式APFC电路 194
9.1.3 三相双开关反激式APFC电路 195
9.1.4 开关缓冲及软开关电路 197
9.2 三电平三相单级APFC电路 202
9.2.1 电路结构及工作原理 202
9.2.2 软开关实现范围 206
9.2.3 电流断续条件 207
9.3 基于全桥拓扑的三相单级APFC电路 208
9.3.1 基于移相控制的三相单级全桥APFC电路 208
9.3.2 基于伪相移控制的三相单级全桥APFC电路 211
9.3.3 基于有源钳位技术的三相单级全桥APFC电路 213
9.4 其他三相单级APFC电路 217
9.4.1 基于双向开关的能量双向流动三相单级APFC电路 217
9.4.2 双开关三相单级APFC电路 217
9.4.3 同步四开关三相单级APFC电路 218
9.4.4 由单相APFC组成的三相单级APFC电路 220
参考文献 222
第10章 PFC的数字控制技术 224
10.1 PFC数字控制技术概述 224
10.2 PFC数字控制策略 225
10.2.1 平均电流控制策略 225
10.2.2 带前馈的平均电流控制策略 226
10.2.3 占空比预测控制策略 227
10.3 PFC数字控制的实现方式 230
10.3.1 基于DSP的PFC数字控制方式 230
10.3.2 基于FPGA的PFC数字控制方式 232
10.3.3 基于多核芯片的PFC数字控制方式 233
10.4 快速动态响应PFC数字控制算法 237
10.4.1 电压环带宽设计原则 238
10.4.2 电压环带宽对输入输出谐波的影响 239
10.4.3 快速动态响应PFC数字控制算法 239
参考文献 241
第11章 APFC技术在开关电源中的应用 243
11.1 单级APFC技术在直流阀驱动电源中的应用 243
11.1.1 主电路结构 243
11.1.2 功率因数校正原理 243
11.1.3 软开关的设计与实现 245
11.1.4 控制电路设计 246
11.1.5 实验分析 248
11.2 PFC技术在“绿色照明”电源中的应用 249
11.2.1 PFC技术在电子镇流器中的应用 249
11.2.2 APFC技术在LED驱动电源中的应用 252
11.3 APFC技术在不间断电源（UPS）中的应用 254
11.3.1 拓扑结构 254
11.3.2 工作原理 255
11.3.3 主要参数设计 257
11.3.4 控制方式与实现 258
11.4 单周期控制策略与无桥PFC电路在开关电源中的应用 259
11.4.1 电路构成与控制策略 259
11.4.2 单周期控制的抗扰动能力分析 260
11.4.3 PFC电路相关参数设计 261
11.4.4 实验分析 263
11.5 三相APFC技术在大功率焊接电源中的应用 264
11.5.1 电源结构 264
11.5.2 APFC级构成及工作原理 265
11.5.3 软开关设计及实现 265
参考文献 266