全桥Boost-PFC电路及MATLAB仿真

一、PFC电路原理概述

PFC全称“Power Factor Correction”（功率因数校正），PFC电路即能对功率因数进行校正，或者说是能提高功率因数的电路。是开关电源中很常见的电路。功率因数是用来描述电力系统中有功功率（实际使用的功率）与视在功率（包括有功功率和无功功率）的比例。提高功率因数可以减少电能损耗，提高系统的效率。

1.PFC电路的基本概念

1.1.有功功率和无功功率：

1. 有功功率（P）：也称为实际功率，是电路中真正被用来做功的电能。单位是瓦特（W）。
2. 无功功率（Q）：是电路中用于建立电场或磁场的功率，它并不直接做功，而是在电感和电容元件中来回交换。单位是乏（VAR，Volt-Ampere Reactive）。它本身是不会消耗能量的，但影响系统的效率。（电感和电容储存了多少能量，就会释放出多少能量，有一部分能量在电感电容中循环（相当于不断充放电）。这部分能量由于没有被消耗掉，所以就可以理解为没有对外做功，这部分能量的功率我们就称之为无功功率。）
3. 视在功率（S）：是电路中总的输入功率，包括有功功率和无功功率。单位是伏安（VA）。

1.2.功率因数：

1. 功率因数（PF） = 有功功率/ 视在功率。其中，ϕ是电压和电流之间的相位角。功率因数的值介于0到1之间，值越高，表示电能使用效率越高（相位角越小，功率因数也越好，相位角为0的时候，PF就为1）。

2. 

3. 功率因数校正（PFC）的一个主要目标是使电流波形与电压波形一致，尽量使两者在相位上对齐。
4. 理想的功率因数为1，表示所有的电力都被有效利用。
5. 对于纯阻性负载来说，功率，但是对于非纯阻性负载来说，电路中是带有感性负载或者容性负载，P不等于U✖I，U✖I的结果是S视在功率。

1.3.视在功率、有功功率、无功功率三者关系（电流为正弦波）：

1. Φ就是功率因数角，电压和电流之间的相位角，而且也是负载的阻抗角。
2. 当负载为纯阻性负载，输出电压、电流的相位相同。
3. 当负载为纯容性负载，电流相位超前电压90°，此时的功率因数为0，无功功率等于视在功率。
4. 当负载为纯感性负载，电流相位滞后电压90°，此时的功率因数为0，无功功率等于视在功率。

1.4.对于电流不是正弦波的情况