此前根据单周期的APFC的原理做了相关实验。
单周期 Boost 结构 APFC电路原理图如图 1 所示。
图1 单周期控制的Boost APFC原理图
当输入电流与输入电压无相位差，即变换器相对于输入端呈电阻性时，此时输入功率因数为 1，为理想状态，此时电路满足
式中，Re为变换电路的等效输入电阻。
由上式近一步得
上式即为连续模式下的单周期控制方程。在稳态时，可认为输出电压 Uo是定值，通过调节电感电流iL可以改变等效输入电阻 Re，从而实现了对输入功率的控制。
图2所示为其控制过程中主要的波形图，包括时钟信号Clock、PI调节器输出Vm、积分器输出DVm、比较器的输入Vm-DVm和电感电流iL、RS触发器输出的PWM信号Q。其控制电路的工作过程为：在每个时钟周期内，采样输出电压值与基准电压比较后得到电压误差值，经过PI调节器调节得到Vm，同时积分器对Vm进行积分得到DVm，电感电流iL作为比较器的反相端值，Vm与DVm的差值作为比较器的正向端值，当二者值相等时，比较器的输出端翻转，控制开关管定时关断，同时积分器复位，从而实现了对占空比d的控制。
图2 单周期控制波形图
设计单相Boost APFC电路，设计要求：输入电压Uin=100～140V；输入频率fin=50Hz；输出电压Uo=500 V；开关频率fs=20kHz；输出功率Po=500 W。
(1) 整流桥
选择整流桥时，其额定电压必须大于Uin峰值，即
其额定电流由Po和Uin决定，在输入电压最小时输入电流最大，输入电压最小为 100V，取电路效率 η =90%，计算得输入电流的最大值为
考虑设计余量，最终选择 8A/220V 的整流桥。
(2) Boost电感
电感量决定了输入的高频纹波电流，因此电感值的选择主要根据电流纹波的大小。在输入电压最低且输出功率为最大时，此时输入电流纹波最大，该情况下输入电流为
取电感电流的最大脉动是其峰值的 10%，即
计算输入电压处于最小值时的占空比，即
电感值计算如下
实际选择电感值为2mH。
- (3) 负载电阻
由输出功率Po=500W，输出电压500V，通过公式 ，计算的负载电阻R=500Ω。
- (4) 输出电容
由于APFC Boost输出电压为2倍工频纹波，纹波大小由输出电流和输出电容C决定，所以根据输出电压纹波△uo来确定C，即
取 ，输出电流Io=Uo/R=1A，计算得C=212μF。取输出电容值为300μF。
