随着电力电子技术的发展，电网中整流器、开关电源等非线性负载不断增加。这些冲击电气设备会导致网侧输入电流严重畸变，造成大量谐波污染，导致电网功率因数过低，因此必须提高功率因数。
整流器后加滤波电感电容器实现早期功率因数校正。功率因数一般只有0.6；20世纪90年代，有源功率因数校正(APFC)在整流器和负载之间连接DC/DC 开关变换器的基本原理是通过控制电路强制交流输入电流波形跟踪交流输入电压波形，实现交流电流波形的正弦化，并与交流输入电压波形同步，功率因数可提高到0.99以上。
1.传统有桥APFC拓扑
传统Boost APFC 电路由整流桥组成PFC 组成，如图1所示。流通路径有三个半导体，功率因数较低。当变换器功率和开关频率增加时，系统通态损耗显著增加，整体效率低，控制电路复杂。
2、基本无桥APFC拓扑
针对传统桥梁电路的问题，本文提出了不仅可以改进的问题PF而且无桥电路通态损耗低，如图2所示。表1桥拓扑与无桥拓扑的对比。
从表1看，当MOSFET导通和关断时，无桥APFC相对于有桥APFC 都节省了二极管。理论计算后得出结论，无桥拓扑APFC 全功率输入时，效率可提高1%左右。而且无桥拓扑更有利于电路集成。但基本无桥Boost APFC 电路共模干扰严重，电流采样困难。
3、双二极管式无桥APFC拓扑
为解决基本无桥问题Boost APFC 电路EMI 电流采样问题严重，基本无桥Boost APFC 改进电路，如图3所示，基本无桥Boost APFC 电路上增加了两个快速恢复的二极管VD3和VD4。
图3中，电阻Rs 为电感中的电流检测电阻，减少电流检测电路。Rs 在工作过程中会造成一定的损失，但只要电阻值选择正确，检测电阻的损失占整个功率损失的小百分比。这样，交直流侧共享，以抑制共模干扰。
4.双二极管无桥拓扑工作原理如下:
(1)当电源电压为半周时，如图4所示，图4中的粗黑线为输入电压为半周时的电流路径。
模态一：二极管VD1，VD2 反偏截止日期。控制开关管VT1.输入电流从电源正极经过L1，VT1，VD4回到电源负极形成电流通路，给电感L1 储能。储能电容器负载。C提供能量。
模态二：开关管VT1 关闭，电感电流突变产生的感应电势使二极管VD1 正偏导通，电流通过电感L1，VD1，VD3构成电路。此时，电感释放能量，电容C 及负载RL 由电感和电源串联供电。
(2)当输入电压为负半周时，电流路径如图5所示，图5中粗黑线所示。
模态三：VD1，VD截止日期。控制开关管VT2.输入电流从电源正极经过L2，VT2，VD回到电源负极形成电流通路，给电感L2 储能。储能电容器负载。C 提供能量。
模态四：开关管VT2关断，VD电流通过电感L2，VD2，VD4构成电路。此时，电感释放能量，电容C 及负载RL 由电感和电源串联供电。
功率因数校正传统值电流控制、滞环电流控制和平均电流控制三种传统控制方案。但传统的控制方案必须以乘法器为核心，使控制电路复杂。
本文选择了无乘法器的新控制方法——单周期控制。
单周期控制最大的特点是，通过控制开关的空比，电路可以使控制量的平均值正好等于或成正比，无论是稳态还是瞬态VREF，因此，在一个周期内有效地抑制了电源侧的干扰。单周期控制技术不需要综合误差，具有系统响应快、开关频率恒定、电流畸变小、易于实现等优点APFC新型电路控制技术应用广泛。
IR1150是一种CCM 采用了控制芯片IR公司独特的单周期控制技术是APFC电路提供了低成本、简单的设计解决方案。芯片主要由电压误差放大器、电流检测放大器、复位积分器组成PWM比较器以及RS另外还有7 触发器V 参考电压和一些保护电路。核心电路为积分复位器，如图6所示。
其控制环包括电流内环和电压外环。电流环采用嵌入式输入电压信号，通过脉宽调节调节与输入电压相关的空比，使输入平均电流跟随输入电压和正弦波。只要电路在连续模式下工作，就可以维持这种跟踪关系。单周期工作波形如图7所示。
1.模拟电路
本文采用MATLAB Simulink中的SimPowersystems模块集中的模块构建无桥有源功率因数校正仿真电路，如图8所示。
模拟参数设计：输入交流电压15 V，50 Hz;如图8所示，虚线框为双二极管无桥APFC 主电路。ui输入交流15 V 电源，VD1~VD4 是快速恢复二极管，VT1，VT二 是开关管。L1，L2 为升压电感，Cout输出电容，RL 是直流负载，R1，R2 ，R3 是输出电压采样电阻，Rs 是输入电流检测电阻，Subsystem1是功率因数测量子系统。示波器u/i，示波器i，示波器uo，示波器PF分别用来测量输入交流电压电流，输入交流电流，输出直流电压，系统功率因数。
图8实线框内为单周期控制的驱动电路，其控制原理是调制电压Vm 由主电路输出电压经分压电阻R3 得到的反馈电压与7 V基准电压VREF 比较后所得，并分为两路：
Vm 与电流检测信号Iin Rs 经过运算得到Vm - Iin Rs;积分器对调制电压Vm 积分得到三角波∫Vm dt.
在脉冲来临时，积分器工作，然后以上两路信号进行比较，当Vm - Iin Rs >∫Vm dt 时，比较器输出为1，驱动开关管开通;当Vm - Iin Rs <∫Vm dt 时，比较器输出为0，开关管关断。
2、仿真结果
图9(a)为输入电流波形，可以看到电路稳定后，基本为正弦波。图9(b)是对输入电流在0.102~0.103 s的仿真时间内进行局部放大，可以清楚地看到输入电流能及时地跟踪输入电压，达到功率校正的目的。
本文提出的基于无桥APFC电路的单周期控制方案。 本方案中采用的单周期控制的无桥APFC，主电路所用开关器件少，电路效率高，而且利于电路集成化；而本文的控制方案不再需要乘法器，简单易于实现。从仿真结果看，本方案达到了功率因数校正的目的。