1课题背景及意义（国内外研究现状）

1.1课题背景与研究意义

随着电力电子技术的不断进步，以开关电源为代表的电力电子设备越来越广泛地被应用于计算机、电子产品以及通信设备的供电系统中，给工业生产和社会生活带来了极大的进步。但与此同时，由于开关电源输入级采用二极管构成的不可控整流电路，在每半个工频周期内，只有在输入电压瞬时值大于负载直流电压时才有输入电流，往往会导致输入电流不是正弦波（如图1所示），这就使得电源的输入功率因数很低，进而给电网带来大量谐波污染。

图1 二极管整流电路及输入电流波形

电源设备产生的谐波不仅会降低电能的传输利用效率，同时也会对电气设备、通信系统产生干扰，严重影响电力系统的正常运行。为此，一些国家与国际组织相继提出了谐波限值标准，如国际电气电子工程师协会、国际电工委员会等相继提出了谐波限制标准，如IEEE519-1992与IEC61000-3-2^[1]。我国也于1994年和1998年分别颁布了（GB/T14549）与GB17625.1-1998等谐波标准^[2]。解决谐波问题的主要方法之一是对电子设备进行电路优化设计，使得输入电流与电网输入电压为同频同相的正弦波形，功率因数的数值接近于1，从而达到谐波标准的要求，即PFC技术。长期以来，PFC技术一直是开关电源领域研究的热点问题。

1.2国内外研究现状

最早的PFC是采用电感和电容构成的无源网络进行的，但这种无源PFC的功率因数偏低，故而后面出现了功率因数更高的有源PFC。最早的有源PFC电路由晶闸管电路组成；直到上世纪80年代才出现了现代有源PFC技术，而该阶段则主要研究工作于CCM模式下的BOOST 变换器。20世纪80年代末期，Doc.S.D.Freeland首先提出了DCM模式的概念，K.H.Liu首先采用“电压跟随器”来对这种模式的PFC技术进行描述，因此，DCM模式控制又称为电压跟踪方法。1992年的IEEE电力电子专家会议（PESC）设立了功率因数校正专题，可以看作是有源PFC技术发展历程中的一座里程碑。1994年开始，将PFC技术与软开关技术相结合成为PESC的会议重点，软开关技术主要通过降低开关管的开关损耗，来提高效率^[3]。