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开关电源工程师需要研究的几个电路(2) 单级APFC(更新图片)

不少做75~150W以内充电器、适配器的工程师遇到一个问题:

即要求PFC,又要控制成本,如果加一个MOS和PFC芯片,成本马上提升一大截;输出功率不大,只需要使用小电流的MOS,而小电流MOS的价格和大电流MOS的价格相差不大,PFC的要求却使得必须用两个小电流的MOS,让人有浪费PFC芯片的感觉.甚至有人干脆采用粗制滥造的被动PFC.

其实,对于单管正激或反激电路,有一种很好的设计---单级PFC. 只要保持PFC电感工作在不连续模式(主变压器或输出电感可以工作在连续模式而且推荐工作在连续模式!),就可以保证高的PF和谐波因数.


某些创新设计的单级PFC不仅具有高功率因数的优点,还避免了一直存在于传统单级PFC电路的开关管峰值电流过大的问题.通过串联隔直电容,开关管打开后PFC电流出现一个半正弦波形,随后衰减到0,关闭后励磁电流和漏感电流把隔直电容里的电荷泵向Bulk电容.这样,PFC电流高峰出现在PWM电流低谷,PWM电流和PFC电流的相位错开了,就降低了开关管峰值电流,进而降低散热成本和开关管成本.

下面是TDA16846 Datasheet上采用的“无漏感尖峰单级PFC”电路.当然,也可以采用UC384X、OB2263、TOPSwitch等芯片设计此类电路.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/70/2217781224300530.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

下面再上传一些单级PFC的文献:
单级PFC反激应用实例:TDA16846 Datasheet

方程与波形(pdf)

拓扑和电路图1(pdf)

拓扑和电路图2(pdf,非常齐全)

单级PFC的半桥pdf

单级PFC的串联谐振半桥pdf
全部回复(31)
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tanknet
LV.7
2
2008-10-18 12:19
各类单管拓扑的适配器也可以采取单级PFC的形式.

对于5W~10W的手机充电器,单级PFC可以消除开关管上的漏感尖峰电压,特别是对保护双极性晶体管(如常用的MJE13003)很有好处.同时由于省掉了吸收电路上的功耗,效率并不会显著下降.

对于10W~50W的适配器,以前采用MOS管的,可以保持使用MOS管,单级PFC增加的MOS管发热大约是200%,因此应采用单个导通电阻更低的MOS管来代替原先的两个小电流、高导通电阻MOS.

整体效率并无太大降低,这是由于无漏感尖峰的单级PFC电路消除了漏感尖峰损耗,把它转化成高频无功电流返回Bulk电容.

另外,透露一个小秘密,单级PFC电路配合射极开关BJT,效果也很好.用MJE13007这样的高压BJT,配合极其便宜的SI9926或10N03 低压MOS作为射极开关,可以做出90W左右带PFC的适配器,工作频率可达100KHz左右,并且损耗可以低于如10N60的MOS管---这是因为BJT的导通压降是一定的,平均电流增加1倍只会导致功耗增加1倍.
BJT的“拖尾电流”返回到基极,甚至可以为下一次导通准备基极电流.
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release
LV.6
3
2008-11-05 14:45
这个贴子咱就没人顶呢?
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alvin00
LV.4
4
2008-11-05 15:11
@release
这个贴子咱就没人顶呢?
hold up~
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781205
LV.4
5
2008-11-06 15:37
@alvin00
holdup~
顶一下!!!
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2008-11-18 14:43
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2008-11-18 20:17
@tanknet
各类单管拓扑的适配器也可以采取单级PFC的形式.对于5W~10W的手机充电器,单级PFC可以消除开关管上的漏感尖峰电压,特别是对保护双极性晶体管(如常用的MJE13003)很有好处.同时由于省掉了吸收电路上的功耗,效率并不会显著下降.对于10W~50W的适配器,以前采用MOS管的,可以保持使用MOS管,单级PFC增加的MOS管发热大约是200%,因此应采用单个导通电阻更低的MOS管来代替原先的两个小电流、高导通电阻MOS.整体效率并无太大降低,这是由于无漏感尖峰的单级PFC电路消除了漏感尖峰损耗,把它转化成高频无功电流返回Bulk电容.另外,透露一个小秘密,单级PFC电路配合射极开关BJT,效果也很好.用MJE13007这样的高压BJT,配合极其便宜的SI9926或10N03低压MOS作为射极开关,可以做出90W左右带PFC的适配器,工作频率可达100KHz左右,并且损耗可以低于如10N60的MOS管---这是因为BJT的导通压降是一定的,平均电流增加1倍只会导致功耗增加1倍.BJT的“拖尾电流”返回到基极,甚至可以为下一次导通准备基极电流.
好贴怎能让其沉!!
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boy0608
LV.8
8
2009-01-18 12:17
@zhangshenzhou
关注
顶一下.
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szandgood
LV.2
9
2009-01-19 16:12
好贴,可惜你的几个文件都打不开,能否发邮件给我?非常感谢!!!邮箱:top59@126.com
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tanknet
LV.7
10
2009-01-19 22:19
@szandgood
好贴,可惜你的几个文件都打不开,能否发邮件给我?非常感谢!!!邮箱:top59@126.com
我下了,能打开啊?
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boy0608
LV.8
11
2009-01-20 11:32
@tanknet
我下了,能打开啊?
第一个不能打开,提示文件损坏
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tanknet
LV.7
12
2009-01-20 12:37
@boy0608
第一个不能打开,提示文件损坏
用Foxit reader开
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aiddy.tan
LV.6
13
2009-02-02 13:36
第一个文档打不开啊!
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zjqjl
LV.6
14
2009-02-02 20:37
好贴,顶!
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power东
LV.4
15
2009-02-03 02:22
@zjqjl
好贴,顶!
有2个文件损坏 打不开,但还是要顶下.
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tanknet
LV.7
16
2009-02-05 03:46
@power东
有2个文件损坏打不开,但还是要顶下.
上面已经说了,用foxit Reader可以打开
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sunxj_007
LV.6
17
2009-02-05 08:05
@tanknet
上面已经说了,用foxitReader可以打开
我下在看看
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风云电
LV.4
18
2009-06-01 16:44
先留意一下
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dyne58
LV.3
19
2009-06-12 18:01
頂一下!!
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2009-06-13 16:30
@dyne58
頂一下!!
坚决要顶上去啊,这么好的帖子啊
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2009-09-27 11:35
@yangzhendong
坚决要顶上去啊,这么好的帖子啊
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非扬
LV.5
22
2009-09-29 17:45
不错
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2009-09-30 11:52
@非扬
不错
不能沉,好多兄弟还没看
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2009-10-13 16:37
学习了
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angryheart
LV.4
25
2009-10-13 17:59
@xiaoxinsd2008
学习了
~~~~~~~~~~~~~记号
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jackson_19
LV.4
26
2009-10-13 22:58
@angryheart
~~~~~~~~~~~~~记号
好贴,顶下!
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feibaoli822
LV.4
27
2009-11-18 09:45
@tanknet
各类单管拓扑的适配器也可以采取单级PFC的形式.对于5W~10W的手机充电器,单级PFC可以消除开关管上的漏感尖峰电压,特别是对保护双极性晶体管(如常用的MJE13003)很有好处.同时由于省掉了吸收电路上的功耗,效率并不会显著下降.对于10W~50W的适配器,以前采用MOS管的,可以保持使用MOS管,单级PFC增加的MOS管发热大约是200%,因此应采用单个导通电阻更低的MOS管来代替原先的两个小电流、高导通电阻MOS.整体效率并无太大降低,这是由于无漏感尖峰的单级PFC电路消除了漏感尖峰损耗,把它转化成高频无功电流返回Bulk电容.另外,透露一个小秘密,单级PFC电路配合射极开关BJT,效果也很好.用MJE13007这样的高压BJT,配合极其便宜的SI9926或10N03低压MOS作为射极开关,可以做出90W左右带PFC的适配器,工作频率可达100KHz左右,并且损耗可以低于如10N60的MOS管---这是因为BJT的导通压降是一定的,平均电流增加1倍只会导致功耗增加1倍.BJT的“拖尾电流”返回到基极,甚至可以为下一次导通准备基极电流.
楼主,你的单极PFC电路我有用过且量产过几个产品,你只介绍此种电路的优点而不它的缺点有点片面了.其实这种电路有它的局限性,它线路简单,成本低这是他的优点,但它有一个致命的缺点就是后面的纹波很大,这个就限止它的使用,在很多情况下负载对电源的纹波是有要求或者是很敏感的,所以这种电路只能用在,负载对纹波要求不高的场合,如LED灯具之类的负载.故使用此电路前先要考虑能否满足负载的要求,这才是重点.
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jaybian
LV.4
28
2009-11-20 18:17
@tanknet
各类单管拓扑的适配器也可以采取单级PFC的形式.对于5W~10W的手机充电器,单级PFC可以消除开关管上的漏感尖峰电压,特别是对保护双极性晶体管(如常用的MJE13003)很有好处.同时由于省掉了吸收电路上的功耗,效率并不会显著下降.对于10W~50W的适配器,以前采用MOS管的,可以保持使用MOS管,单级PFC增加的MOS管发热大约是200%,因此应采用单个导通电阻更低的MOS管来代替原先的两个小电流、高导通电阻MOS.整体效率并无太大降低,这是由于无漏感尖峰的单级PFC电路消除了漏感尖峰损耗,把它转化成高频无功电流返回Bulk电容.另外,透露一个小秘密,单级PFC电路配合射极开关BJT,效果也很好.用MJE13007这样的高压BJT,配合极其便宜的SI9926或10N03低压MOS作为射极开关,可以做出90W左右带PFC的适配器,工作频率可达100KHz左右,并且损耗可以低于如10N60的MOS管---这是因为BJT的导通压降是一定的,平均电流增加1倍只会导致功耗增加1倍.BJT的“拖尾电流”返回到基极,甚至可以为下一次导通准备基极电流.
没有推算出输入阻抗在什么情况下只有电阻.也就是说没有看出实现高PFC的方法.
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egwang
LV.4
29
2009-11-20 21:27
@jackson_19
好贴,顶下!
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zhangshido
LV.5
30
2011-08-29 14:57

你这种PF不高 最高0.8 也是无源PFC(被动式)

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rsgw40
LV.2
31
2011-10-26 12:53
功德无量啊,你有联系方式吗?
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