PFC理论基础与Matlab仿真模型学习笔记（1）--PFC电路概述
一、整流器滤波电路简介
整流器滤波电路的主要功能是将交流电（AC）转换为直流电（DC），并通过滤波器减少波动以输出稳定的直流电。其工作原理主要分为两个部分：
1.整流部分
- 整流器的核心器件是二极管，其工作原理是利用二极管的单向导通性，阻止电流的反向流动。
- 全波整流 和 半波整流 是最常见的两种整流方式：
- 半波整流：仅利用交流电的一个半周期（正半周期），负半周期被抑制，这样的整流效率较低。
- 全波整流：可以利用交流电的两个半周期（正半周期和负半周期），通过桥式整流电路（4个二极管）可以有效提高输出的直流电平整度。
整流后的电压虽然是直流电，但由于其还包含明显的波纹成分（脉动直流电），需要通过滤波器进行平滑处理。
2.滤波部分
- 滤波器的主要功能是消除脉动成分，使直流电更加平滑、稳定。
- 常用的滤波器有电容滤波器和电感滤波器：
- 电容滤波器：通常接在整流后的输出端，电容可以储存电荷，在输入电压波动时释放电荷，减少波动幅度。
- 电感滤波器：电感器具有阻碍电流变化的特性，可以削弱高频波动。
- LC滤波器：电感和电容相结合，可以更有效地滤除高频和低频噪声。
经过整流和滤波，输出的直流电更加平滑，用于为电子设备供电。
二、MATLAB电路仿真
1. 无滤波整流电路
1.1 电路图
powergui设置为Discrete,1微秒测量一次
AC设置 220V 50Hz
R设置 100欧姆
示波器设置为两个显示区域
1.2 实验结果
结论：整流后的电压虽然是直流电，但由于其还包含明显的波纹成分（脉动直流电），需要通过滤波器进行平滑处理。
2.整流滤波电路
2.1 电路图
2.2 实验结果
结论：输出电压变得平稳，但是电流有明显的谐波。并且想要电压变得更平稳，需要加大电容的大小，这样的话会进一步增加电流的谐波。
加大电容后输出结果，电流谐波峰值明显增大。
三、结论
传统的整流滤波电路存在以下主要缺点：
- 电流谐波过大，导致电能浪费、降低功率因数和对电网的污染。
- 功率因数较低，增加了电网的负担。
- 滤波效果有限，负载变化时容易产生较大电压纹波。
- 输入电流峰值过大，增加了电路中的元件应力和电源设计复杂性。
- 无功功率增加，降低了电能利用效率。
- 电源效率较低，发热严重。
- 对其他设备产生干扰。
因此，在现代电源设计中，通常会使用主动PFC（功率因数校正）电路和其他改进的整流滤波电路来克服这些缺点，从而提高系统的效率和稳定性。