交错并联BoostPFC：一种高效谐波治理技术

"本文主要探讨了功率因数校正(PFC)技术在电力电子设备中的应用，特别是针对高次谐波污染的治理。文章以Boost拓扑为基础，介绍了PFC技术的基本原理和三种工作模式：连续导通模式(CCM)、断续导通模式(DCM)和临界导通模式(CRM)。同时，提出了一种改进的交错并联Boost PFC拓扑，以降低输入电流纹波和开关损耗，适用于大功率应用。通过ATmega16微控制器实现数字控制，优化了控制策略，提高了系统的稳定性和效率。此外，通过Saber仿真软件进行了电路设计和性能验证，最终设计并制作了一台500W的PFC变换器，具有高功率因数和低总谐波失真(THD)。" 在电力电子领域，功率因数校正技术(PFC)是解决谐波问题的关键技术。传统的单支路Boost PFC拓扑虽然在中小功率应用中表现出色，但其输入电流纹波大、开关损耗较高。为了解决这些问题，文中提出采用交错并联Boost PFC拓扑，这种结构能够有效地减小电流纹波，同时减少开关损耗，适用于更高功率的应用场景。 PFC技术的核心在于调整电力设备的输入电流，使其与电压波形同步，从而提高功率因数，降低谐波含量。文章详细阐述了CCM、CRM、DCM三种工作模式的特点和控制策略。CCM模式下，电流始终连续，适合大功率应用；CRM模式适用于轻载或启动时，电流可能断续；而DCM模式则在极轻载时出现，电流在每个周期内可能会中断。 为了实现更高效、精确的控制，文章采用了数字控制策略，选择了ATmega16微控制器进行PFC变换器的控制。数字控制的优势在于快速响应、灵活性强、精度高以及可靠性好。通过双闭环反馈控制系统，确保了输出电压的稳定性，并使输入电流和电感电流能够跟踪输入电压的相位，达到良好的功率因数校正效果。 在设计与验证阶段，作者利用Saber仿真工具对不同工况下的PFC变换器进行了仿真研究，然后设计并制造了一台实际的PFC变换器，输入为220V/50Hz交流电压，最大输出功率500W，输出恒压400V直流。样机测试结果显示，设计的变换器运行稳定，功率因数超过0.95，THD低于15%，验证了交错并联Boost PFC拓扑和数字控制策略的有效性。 本文对功率因数校正技术进行了深入研究，提出了一种改进的拓扑结构和控制方法，为电力电子设备的谐波治理提供了新的解决方案。