针对不同的有源PFC主电路结构，应采用不同的控制方法。但无论采用哪一种主电路拓扑，从实现PFC的目的来看，所需要控制的变量都有两个^[3]：

1）输入电流：必须控制输入电流的波形跟踪桥式整流输入电压的波形，使之与输入电压同频同相，保证输入端口针对交流电网呈现近似纯阻性。

2）输出电压：必须保证输出电压是一个近似恒定的直流电压，类似一个直流稳压源。

有源PFC电路在通常情况下需要用电压、电流的双闭环来控制，控制方法必须以稳压输出和单位输入功率因数为目标。为了达到以上目标，根据输入电感电流是否连续，可分为DCM、CCM和介于两者之间的CRM。在DCM下，可用电压跟踪控制；在CCM下，常用峰值电流控制、平均电流控制和滞环电流控制。

1.DCM

在DCM下，电压跟踪控制应用较为广泛，常采用恒频、变频、等面积等多种方法。DCM的基本特点就是电感能量的完全传输，即在每一个开关周期中，电感都必须把从电源中获得的能量完全转移到输出电容中去。其优点是输入电流自动跟踪电压，且保持较小的电力畸变率，开关管实现零电流开通，且不承受二极管的反向恢复电流；缺点是输入输出电流纹波较大，对滤波电路要求高，峰值电流远高于平均电流，器件承受较大的应力，一般应用于小功率场合[3、8]。

（1）恒频控制

单级Boost有源PFC电路如图5-12所示，在一个开关周期T_S中，电感电流的平均值为

式中，U_IN为整流桥的直流侧电压；T_ON为开关管的导通时间；T_DON为二极管的导通时间。

在恒频控制中，开关周期T_S恒定，在恒压输出时，若T_DON恒定，则U_IN与I_AV比值恒定，即变换器的等效输入阻抗为一个纯电阻，从而实现PF=1的功能。但在电路实际工作中，T_DON在半个工频周期内并不恒定，这导致了平均输入电流有一定程度的畸变，输出电压与输入电压峰值的比值越大，输入电流畸变程度越小。

（2）变频控制

在式（5-8）中，若T_S=T_ON+T_DON，则平均电流只与T_ON有关；若在半个工频周期内保持T_ON恒定，则从理论上保证输入电压和平均输入电流为同相同频，这就是用变频控制技术实现PFC的理论依据，一个开关周期中二极管导通与开关管导通时间互补，因此此时电路工作在CRM下。

2.CCM

CCM的特点是输入电感上的电流始终是连续的，在每一个开关周期中，电感都只把部分能量转移到输出电容中去。相对于DCM，其优点为输入和输出电流纹波小，THD和EMI小、容易滤波、器件导通损耗小，适用于大功率场合。

在CCM下，电流控制比较常见，以整流器的输出电流作为反馈量和被控量，具有动态响应快、限流容易、电流控制精度高等优点。根据电流控制方式的不同，其可分为峰值电流控制、滞环电流控制和平均电流控制三种方法^[3、8]。

（1）峰值电流控制（Peak Current Mode Control，PCMC）

开关管在恒定的开关周期内导通，电流上升；当电流达到目标电流i_ref时，开关管关断，电流下降；在下一个开关周期到来时再次导通，从而实现电感电流i_L的峰值按目标电流i_ref正弦规律变化，从而实现PFC。峰值电流控制原理如图5-16所示，控制的电流波形如图5-17所示。

图5-16 Boost有源PFC峰值电流控制原理

峰值电流控制的缺点是电流峰值和平均值存在误差，无法满足THD很小的要求；电流峰值对噪声敏感；占空比大于0.5时系统产生次谐波振荡，需要加入斜率补偿。在PFC中，这种控制方法用得比较少。(www.daowen.com)

图5-17 峰值电流控制的电流波形

（2）滞环电流控制（Hysteresis Current Control，HCC）

滞环电流控制是最简单的电流控制方式，它的工作原理是：电流目标信号i_ref和滞环宽度h决定电感电流i_L的上限（i_max=i_ref+h）和下限（i_min=i_ref-h）。当电感电流i_L上升到i_max时，开关管关断，电感电流i_L开始下降；当电感电流下降到i_min时，开关管开始导通，电感电流i_L开始上升，如此反复，控制电感电流i_L在滞环宽度范围内变化。滞环电流控制原理如5-18所示，控制的电流波形如图5-19所示。

滞环电流控制将电流控制与PWM结合，结构简单，容易实现，具有很强的鲁棒性和快速动态响应能力。缺点是开关频率不固定，滤波器设计困难。

（3）平均电流控制（Average Current Mode Control，ACMC）

平均电流控制，又称为三角载波控制，电感电流i_L被直接检测，与目标电流i_ref相比较后，高频分量的变化量经电流误差放大器后被平均化处理放大，产生的平均电流误差信号与锯齿波比较，产生开关管的驱动信号。电流误差将得到快速精确的校正，电流环有较高的增益带宽，跟踪误差小，容易实现功率因数近似为1。平均电流控制原理如5-20所示，控制的电流波形如图5-21所示。

图5-18 Boost有源PFC滞环电流控制原理

图5-19 滞环电流控制的电流波形

图5-20 Boost有源PFC平均电流控制原理

图5-21 平均电流控制的电流波形

平均电流控制的特点是THD和EMI小、对噪声不敏感、开关频率固定，适用大功率应用场合，是目前PFC中应用最多的一种控制方式。

综上所述，三种电流控制方法各有优缺点，其基本特点见表5-3。

表5-3 三种PFC电流控制方法比较^[3]