涨知识啦！软开关pfc电路设计

随着计算机等一些通信设备的日益普及，用户对电源的需求也在不断增长，要求电源厂商能生产更高效、更优质的绿色电源，以减小电能消耗，减轻电网负担。这就必须对电源产品如UPS，高频开关整流电源等的输入电路进行有源功率因数校正，以最大限度减少谐波电流。实际测量计算机等整流性负载的PF=0.7时，输入电流的总谐波失真度近80％，即无功电流是有功电流的80％。不间断电源国标（GB7286—87）规定，输入总相对谐波含量≤10％，整流器产品国家行业标准规定输入功率因数》0.9，

软开关简介

通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以

消除开关过程中电压、电流的重叠，降低它们的变化率，从而减小甚至消除开关损耗。同时谐振过程限制了开关过程中电压和电流的变化率，使得开关噪声也显著减小，这样的电路被称为软开关电路，开关过程被称为软开关。其工作过程如图1所示，显然，由于电压电流没有重叠过程，因而不会消耗功率。

使开关开通前其两端电压为零，则开关开通时就不会产生耗损和噪声，这种开通方式称为零电压开通。是开关关断前其电流为零，则开关关断时也不会产生耗损和噪声，这种关断方式称为零电流关断。与开关并联的电容能使开关关断后电压上升延缓，降低关断损耗，称为零电压关断；与开关串联的电感能使开关开通后电流上升延缓，降低开通损耗，称为零电流开通，但是利用并联电容实现零电压关断和利用串联电感实现零电流开通一般会造成总损耗增加、关断过电压增大等负面影响，因而没有实际应用价值［1］。因此通常情况下零电压开关是指零电压开通，零电流开关是指零电流关断。

软开关电路分成准振谐电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。

如何设计优秀的PFC电路是很关键的技术，正确的PFC电路设计技术主要由以下几个部分组成：控制电路，功率主电路，元器件选择及其参数设计。

1 控制电路

上世纪90年代初，由于PFC的控制芯片还未上市，我们在相关理论的指导下，于1992年在国内率先开发出由分立元器件组成的控制电路，原理如图1中虚线框内所示。

在实验室和小批量做出的48V/50A整流器产品中，前级PFC电路的PF为0.98左右，η=93％（AC/DC，VDC=395V，Po=2000W）。以上控制电路原理和UC公司的PFC控制原理（1994年底推出的UC3854）是一致的，但由于电路是由分立元器件组成，抗干扰能力差，工艺复杂，调试过程很长，所以，一直未在大批量产品中运用。随着UC公司控制IC如UC3854，UC3854A，UC3855的推出，由分立元器件组成的控制电路便被专用控制IC所取代。

2 PFC功率主电路

功率主电路的选用关系到整个PFC电路的变换效率以及EMI的大小，是电路设计的关键技术。早期主电路如图2所示。