开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主导地位。但传统的开关电源存

在一个致命的弱点，功率因数低，一般为0.45～0.75，而且其无功分量基本上为高次谐波，

其中3次谐波幅度约为基波幅度的95%，5次谐波幅度约为基波幅度的70%，7次谐波幅度约为

基波幅度的45%，9次谐波幅度约为基波幅度的25%。大量高次谐波电流倒灌回电网，对电网

造成严重的污染。为此，IEC(国际电工委员会)制定了限制高次谐波的国际标准，最新标准

为IEC1000-3-2D类。美国、日本、欧洲等发达国家已制定了相应标准，并强制执行，对于不

满足谐波标准的开关电源不允许上电网。我国也制定了相应标准。因此，随着减小谐波标准

的广泛应用，更多的电源设计需要结合功率因数校正(PFC)功能 [1]~[4]。
　　

2 高次谐波和功率因数校正的关系
　　

      一般开关电源输入市电经整流后对电容充电，其输入电流波形为不连续的脉冲。这种电

流除了基波分量外，还含有大量的谐波。
　　

功率因数定义PFC=有功功率/视在功率，是指被有效利用功率的百分比。没有被利用的无效

功率则在电网与电源设备之间往返流动，不仅增加线路损耗，而且成为污染源。
　　

DCM控制又称电压跟踪方法(Voltage Follower)，它是PFC中简单而实用的一种控制方式。这

类转换器工作在不连续导电模式，开关管由输出电压误差信号控制，开关周期为常数。由于

峰值电感电流基本上正比于输入电压，因此，输入电流波形跟随输入电压波形变化。
　

　DCM控制方式的优点是：(1)电路简单，不需要乘法器;(2)功率管实现零电流开通(ZCS)且

不承受二极管的反向恢复电流;(3)输入电流自动跟踪电压且保持较小的电流畸变率。
　

　但是DCM方式存在着以下两个主要问题：(1)由于电感电流不连续，造成电流纹波较大，

对滤波电路要求高;(2)开关管电流应力高，在同等容量情况下，DCM中开关器件通过的峰值

电流是CCM的两倍，由此导致通态损耗增加，因此只适用于小功率的场合。
　　

中大功率电路通常采用CCM工作方式，而CCM根据是否直接选取瞬态电感电流作为反馈

量，又可分为直接电流控制和间接电流控制。直接电流控制检测整流器的输入电流作为反馈

和被控量，具有系统动态响应快、限流容易、电流控制精度高等优点。直接电流控制有峰值

电流控制(PCMC)，滞环电流控制(HCC)，平均电流控制(ACMC )，预测瞬态电流控制

(PICC)，线性峰值电流控制(LPCM)，非线性载波控制(NLC)等方式。CCM控制方式的优点

为：(1)输入和输出电流纹波小，THD和EMI小;(2)器件导通损耗小;(3)适用于大功率场合。
　　

APFC的控制电路方式很多，为使控制部分简单化、小型化，己有IC厂家生产出各种不同性

能和用途的专用集成电路，一般控制方式有两类：利用乘法器控制法及电压跟随器方法。乘

法器控制法包括：电流峰值控制、电流滞环控制以及平均电流控制，电压跟随器方法包括：

零电流连续控制模式和电流断续控制模式。
　　

6 功率因数校正技术的发展方向
　　

开关电源的模拟控制技术发展了很多年，各方面都比较成熟，但却无法克服其固有的缺点;

控制电路复杂，元器件比较多，不利于小型化的发展;控制电路一旦成型，很难修改，调试

不方便;控制不灵活，复杂的控制方法用模拟的方法很难实现。
　　

与传统的模拟控制器相比，数字控制器具有更高的可靠性。数字控制器使用非常少的模拟元

器件，可以增加系统的平均无故障工作时间(MTBF)，还可以通过增加监视、保护和预警等

功能提高系统的工作可靠性。
　　

数字控制器较传统的模拟控制器，在设计上具有更高的灵活性。传统的模拟控制器是通过调

节和改变具体元件的参数值来实现不同的控制规律。这样不可避免地会造成许多资源上的浪

费，而且设计周期比较长。而数字控制器只需通过软件编程就可以修改控制规律，还可以及

时通过仿真验证，使得对设计工作变得相当灵活。当电源具体的性能要求改变时，为了修改

控制规律，对于模拟控制器来说，需要重新设计电路、刻板或布线;而对于数字控制器，则

可通过编程来增加、删除和修改任何控制参数，从而极大地缩短了设计周期。
　　

数字控制器易于实现与其它数字设备之间的接口，从而具有较好的兼容性。在诸多产品中，

便 携数字设备(如PDA、无线电话、笔记本电脑、数码相机等)对开关电源的要求日益提高，

如多级输出、节约功耗、运行模式、电磁兼容等问题。
　　

鉴于数字控制器的上述卓越优点，数字控制器在电力电子应用领域中大有取代模拟控制器的

趋势。用于开关电源的数字控制器已经在电力电子领域中引起了越来越多的关注。