临界导通模式下PFC特性分析

此时有： Ton： Toff： 周期T： 开关频率fs： 输入电流峰值：

开关频率在瞬时电压下变化曲线： 图显示输入电压放大200倍。可以看出，在半个周期内，开关频率先降低，然后增加。当输入电压最大时，开关频率最小。 瞬时电压下toff变化曲线： 为了直观地显示关闭时间toff单位为us，且放大5倍。从图中可以看出，输入电压过零附近导通时间最小，t=pi/2导通时间最大。 下周期瞬时电压变化曲线： 为直观显示，周期T单位为us，放大5倍。从图中可以看出，输入电压过零时关闭时间最小，t=pi/2时关闭时间最大。

假设输入电压一定，t=0.005，即pi/2。不同功率下 开关频率： 从图中可以看出，开关频率随着功率的增加而逐渐降低。 导通时间： 从图中可以看出，随着功率的增加，导通时间线性增加。 关断时间： 从图中可以看出，随着功率的增加，关闭时间线性增加。

在固定时间点保持功率不变t=0.005s时，PFC开关频率如下 开关频率： 从图中可以看出，开关频率先增加，然后随着输入电压的增加而减小。 导通时间ton： 从图中可以看出，导通时间随着输入电压的增加而逐渐减少。 关断时间： 从图中可以看出，随着输入电压的增加，关闭时间首先增加，然后减少。当输入电压峰值达到母线电压时，关闭时间最大。事实上，当输入电压峰值达到母线电压时，此时无法控制整流。

附上上述图源码。(由于某些原因不能使用。MATLAB，所以画图用的是octave，但两者的代码似乎是相通的)

开关频率和瞬时电压(时间)的关系 t = 0:0.0001:0.01; Iin = 10;       % 输入电流的有效值10A Vin = 220;    % 输入电压有效值220V Iinpeak = Iin * sqrt(2);    % 输入电流峰值 Vinpeak = Vin * sqrt(2);  % 输入电压峰值 Vo = 400;       % 母线电压 L = 108e-6;    % 电感 f = 50;           % 输入电压频率50Hz w = 2 * pi * f; ton = L * 2 * Iinpeak / Vinpeak;        % 导时间
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 关断时间
T = ton + toff;     % 周期
f_switching = 1 ./ T;   % 开关频率
figure
##plot(t, T * 1e6)
##plot(t, f_switching)
plot(t, T* 1e6 * 5)
legend()
hold on
plot(t, Vinpeak * sin(w * t))
legend('T * 5', 'Vin')
xlabel('t/s')
ylabel('T(us) & Vin')
grid on


##开关频率与功率的关系
t = 0.005;
Vo = 400;       % 母线电压
L = 108e-6;    % 电感
f = 50;           % 输入电压频率50Hz
w = 2 * pi * f;
eta = 0.98;   % 效率
P = 0:100:3000; % 功率0~3000W
Vin = 220;    % 输入电压有效值220V
Iin = P ./ eta ./ Vin;
Iinpeak = Iin .* sqrt(2);    % 输入电流峰值
Vinpeak = Vin * sqrt(2);  % 输入电压峰值
ton = L * 2 * Iinpeak / Vinpeak;        % 导通时间
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 关断时间
T = ton + toff;     % 周期
f_switching = 1 ./ T;   % 开关频率

plot(P,f_switching/1000, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-f_switching')
xlabel('P/w')
ylabel('f_switching/kHz')

grid on
figure
plot(P,ton*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-ton')
xlabel('P/w')
ylabel('ton/us')
grid on

figure
plot(P,toff*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-toff')
xlabel('P/w')
ylabel('toff/us')
grid on


##开关频率与输入电压的关系
t = 0.005;
Vo = 400;       % 母线电压
L = 108e-6;    % 电感
f = 50;           % 输入电压频率50Hz
w = 2 * pi * f;
eta = 0.98;   % 效率
P = 3000; % 功率3000W
Vin = 110:5:290;    % 输入电压有效值220V
Iin = P ./ eta ./ Vin;
Iinpeak = Iin .* sqrt(2);    % 输入电流峰值
Vinpeak = Vin .* sqrt(2);  % 输入电压峰值
ton = L * 2 * Iinpeak ./ Vinpeak;        % 导通时间
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 关断时间
T = ton + toff;     % 周期
f_switching = 1 ./ T;   % 开关频率

plot(Vin,f_switching/1000, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-f_switching')
xlabel('Vin/V')
ylabel('f_switching/kHz')
grid on

figure
plot(Vin,ton*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-ton')
xlabel('Vin/V')
ylabel('ton/us')
grid on

figure
plot(Vin,toff*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-toff')
xlabel('Vin/V')
ylabel('toff/us')
grid on