1. 传统整流、滤波电路的弊端

大多接入电网的用电设备都是通过把市电整流成直流后，供给负载的，而传统常用的是电压型不控整流，也就是二极管桥式整流接大电容滤波的方法。这种整流电路是一种非线性器件和储能元件的组合，虽然输入交流电压是正弦的，但是二极管导通角非常小，输入电流畸变严重，呈脉冲状，造成二极管整流效率下降。传统二极管整流、滤波电路如图 1 所示。

在交流输入电压的正半周，VDl、VD3 导通，交流电压通过 VDl、VD3 对滤波电容 C 充电，由于二极管的正向电阻和交流电源内阻很小，故电流较大，滤波电容 C很快被充电到交流输入电压的峰值，当交流电源输入电压小于滤波电容 C 的端电压 Vc 时，VDl、VD3 就处于截止状态；同理，可分析负半周 VD2、VD4 的工作情况。输入的电压波形和电流波形如图 2 所示。

当电路进入稳态工作状态后，只有当交流的峰值大于滤波电容上的电压时，二极管才会导通，导通时间很短，大部分时间二极管都处于截止状态，二极管输入的导通角仅约为 n／3，信号呈窄脉冲形状，已不是连续输入的正弦波电流，产生大量的谐波干扰分量，加上开关电源有高频谐波分量反馈到电网，使视在输入功率远大于有用功率，功率因数降低到 50％～65％，电网利用率严重降低；同时，这种整流、滤波电路产生了很大的电流谐波含量，严重干扰了电网，使其他用电设备工作不稳定，不能达到使用标准。为了使输入电流谐波满足要求，必须引入功率因数校正 (Power FactorCorrection，简称 PFC)电路。功率因数低的电气设备，不仅不利于电网传输功率的充分利用，而且其输入电流谐波含量较高。实践证明，较高的谐波会沿输电线路产生传导干扰和辐射干扰，影响其他用电设备的安全、经济运行，如对发电机和变压器产生附加功率损耗，对继电器、自动保护装置、电子计算机及通信设备产生干扰而造成误动作或计算误差。

因此。防止和减小电流谐波对电网的污染，抑制电磁干扰，已成为全球普遍关注的问题。国际电工委员会与之相关的电磁兼容法规对电气设备的各次谐波都作出了限制性的要求，世界各国尤其是发达国家已开始实施各项有关标准。随着减小谐波标准的应用推广，更多的电源设计结合了功率因数校正功能。许多新型元器件和 PFC 拓扑相继涌现，有助于电网传输功率的充分利用和减少谐波对线路产生的干扰。比较成熟且应用广泛的功率因数校正是两级方案，它们有各自的功率器件和控制电路。PFC 电路使线电流跟随线电压，使线电流正弦化，很容易达到高功率因数，减少谐波含量。

近年来，各国都提出相应的 EMC(电磁兼容)标准，严格规定了接入电网的设备的谐波干扰允许水平。我国推行的“3C”认证标准，要求所有电气产品都必须通过该认证才可以出售，其中，该标准很重要的部分就是 EMC 标准。功率因数校正技术就是通过在不控整流电路中加入 DC／DC 开关转换器，应用电流反馈技术，使输入端电流波形能跟踪交流输入电压波形，从而使输入端电流接近正弦，从而达到提高功率因数的目的。

2. 功率因数校正电路的分类

按功率因数校正电路使用的元器件来分，功率因数校正电路分为无源(被动)功率因数校正电路和有源(主动)功率因数校正电路。

（1）无源功率因数校正电路

无源功率因数校正电路是：一种利用无源器件使电源的输入电流接近正弦波，从而提高功率因数的电路，一般采用无源器件———电感和电容实现。无源功率因数校正电路成本低，电路简单。但是它的缺点也相当明显，首先巨大的电感限制了它在许多应用中的实用性；其次它的功率因数提高有限，只能达到 80％～90％，适用于低功率开关电源和对功率因数要求不是很高的电器，如长虹 CHD-3 机芯系列彩电采用的开关电源。

（2）有源功率因数校正电路

有源功率因数校正电路是利用有源电子器件 (如三极管、场效应管等)使电源的输入电流接近正弦波，从而提高功率因数的电路。与无源功率因数校正电路相比，有源功率因数校正电路的优点是：体积小，功率因数高，电流畸变小。但是，它的电路复杂，成本较高。下面介绍一下常见的 BOOST 型有源功率因数校正电路。

从原理上说，任何一种 DC／DC 转换器拓扑都可用作功率因数校正的主电路，但是，由于升压型 BOOST 变换器的特殊优点，它更为广泛地应用于功率因数校正电路。BOOST 功率因数校正电路一般由四部分组成：一是 BOOST 储能电感，二是整流：滤波电路；三是功率 MOS 开关管；四是控制集成电路。BOOST 功率因数校正电路框图如图3 所示。

如图 3 所示，主电路由单相桥式整流器 AC/DC 整流桥堆和 BOOST 变换器组成。虚线框内为控制电路，包括：电压误差放大器 VA 及基准电压 Vr、电流误差放大器 CA、乘法器 M、脉宽调制器(图中未画出)和驱动器等，负载可以是一个开关电源。

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