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增加版的临界模式功率因数校正器

传统的单级离线式转换电路,都是由一个全桥整流和一个电容滤波构成。通过交流主线电源获得一个未校准的直流电压,滤波电容必须足够大以便可以得到一个纹波电压比较小的直流电压,这就意味着在大多数时间内,电容上的电压高于输入 AC 电源线电压,这就意味着,全桥整流电路仅在输入线电压每半周期内(因为有整流桥的存在,整流后的每个周期相当于 AC 电源的半个周期),工作很短的时间。使得从电网输入的电流变成很窄的脉冲波形,其幅度是同等直流电压下电流幅度的 5-10 倍。许多缺点因此而产生:过高的峰值电流和 RMS 电流比,使得交流电网电压畸变,在三相线输电电网中,使中性线过电流,总之,会使电网的输电能力减弱。

 关于这项指标,可以参考谐波允许量标准 EN61000-3-2,或功率因数 PF(有功功率(传送到输出端的功率)和输入视在功率(线电压真有效值和线电流真有效值的乘积)的比值),功率因数 PF 是最直观的。传统的输入电容滤波电路功率因数很低(05-0.7),并且谐波含量很高。

从理论上来讲,任何开关拓扑技术都可以用来获取一个高功率因数,但是,实际应用中,升压拓扑是一种最流行的方式,因为它有以下优势: 1) 主要是,因为升压电路所需的元件最少,因此这种方式最便宜的。还有: 

2) 由于升压电感位于整流桥和开关之间,引起的电流 di/dt 比较低,可以使输入产生的噪音最小化,可以减少输入 EMI 滤波元件。 

3) 开关管的源极接地,便于驱动。 然而,升压拓扑结构要求输出的直流电压要高于输入的最大峰值电压(400V 是一个典型值对于 220V 输入或宽电压输入)。而且,输入和输出之间是没有隔离的,线电压上的任波动(主要指浪涌)都会影响到输出端。 目前广泛应用于 PFC 控制的方法有两种:固定频率的平均电流 PWM 模式和临界PWM 模式(TM 模式)(固定开通时间,频率变化)。

第一种模式控制方法复杂,需要一个精密的控制芯片(如 ST 的 L4981A,同时需要一片 L4981B 来进行频率调制)并且需要很多的外围元器件。

第二种模式只需要一个简单的控制器,很少的外围器件,因此这种方式更便宜。 在第一种方式中,升压电感工作于连续模式,临界模式(TM)使电感工作在介于连续和不连续模式之间,从定义上来看,相对同样的输出功率,工作在临界模式(TM)的峰值电流会比连续模式下更高,峰值电流的高低会影响到产品的成本,所以,建议在低功率输出时使用临界模式(小于 150W),第一种方式适合在更高的输出功率中应用。

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htwdb
LV.5
2
2023-12-26 20:19

功率因数校正芯片能够减少交流输入电流失真,即使在大负载范围内,也能以极低的THD实现宽范围电源操作。

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2023-12-26 21:05

固定频率的平均电流 PWM 模式和临界PWM 模式哪个用的比较多

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2023-12-26 22:06

不错的设计理念

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千影
LV.4
5
2023-12-26 22:44

电子技术的发展加快了转换电路的进步,良好的电力因素和高效能力对于电网稳定和能源节约至关重要。

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2023-12-26 23:36

临界模式下,电感的体积可以做的比较小,可以应用在小功率场合中

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2023-12-27 01:33

主要应用于低功率产品

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tanb006
LV.10
8
2023-12-27 14:52

多个PFC并联可以吗?会不会对整流桥的压力倍数级增大?

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only one
LV.6
9
2023-12-28 23:54

输入和输出之间是没有隔离的,线电压上的任波动(主要指浪涌)都会影响到输出端。 目前广泛应用于 PFC 控制的方法有两种:固定频率的平均电流 PWM 模式和临界PWM 模式(TM 模式)

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xxbw6868
LV.9
10
01-08 13:16
@tanb006
多个PFC并联可以吗?会不会对整流桥的压力倍数级增大?

 pfc两个电感并联,功率不会大一倍,两个电感并联可以提高电路的输出功率。

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spowergg
LV.9
11
01-08 16:16
@xxbw6868
 pfc两个电感并联,功率不会大一倍,两个电感并联可以提高电路的输出功率。

PFC电路的功率因数校正是通过减小电路中的谐波电流,使得电路更加稳定,从而提高电路的功率利用率。

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