2。1。1 无源 PFC 电路
无源 PFC 电路采用了电感补偿的方式,抵消电容产生的相位差缩小,提升 整体电路的功率因数。其原理图如下图 2-2 所示。
(a)电感置于交流回路一侧
(b)电感置于直流回路一侧
图 2-2 无源 PFC 电路的两种组成方式
上图中电感 L 放在了电路的不同位置,(a)图中电感 L 位于整流部分 的前端,属提前置入电感,经整流,在电容 C2 作用下得到相位平衡;(b)图中, 电感 L 位于整流部分的后端,属后置感量,可以与 C2 作用,同时得到相位 平衡。
无源 PFC 电路具有电路构成简洁,元器件少,相对较高的可靠性,成本 低廉,干扰辐射低等一一系列显著优点。同时,功率因数提高效果不佳,其 改善后的功率因数普遍在 0。8 以下,性能受其他内在因素影响较大,且其尺 寸质量都较大,电压的变化对整流部分有显著的影响,电感和电容也易产生 谐振。
2。1。2 有源 PFC 电路
有源 PFC 电路:在整流电路和滤波电容之间添加一个功率变换器,可以有
效的校正整流器输入端输入的电流,使之成为一种正弦波,其相位与电网电压一 致,显著去掉了一二次谐波,降低了无功电流,使电网功率因数提升至接近为 1。
有源 PFC 电路的优点:功率因数相比无功 PFC 电路来说提升较大,电压输 出稳定无波动,质量尺寸相对较小,,工作范围相对较广;有源 PFC 电路的缺 点:可靠性相对较弱,只能进行单向 PWM 整流控制,EMC 很差。
有源功率因数校正电路可输出稳定可靠的直流电,显著降低后级电容的储能 容量,减少后级 DC-DC 转换器在大范围内的电压输入负担,得到了很普遍的应 用和推广,有源 PFC 校正电路已经应用到了各大中小型的电力电子设备。图 2-3 展示的是有源 PFC 电路的一种典型电路构架。
有源 PFC 校正电路典型构架
APFC 电路一般分为以下几种拓扑结构:Boost(升压式)、Buck(降压式)、 Boost/Buck(升/降压式)、Fly back(反激式)。这几种拓扑结构中以升压式结 构相对简单,谐波变化幅度很小,功率因数能保持在 0。9~0。99,其控制结构属 于电流型,灵敏度相对很高,反应迅速,应用很广泛。
Boost 型 PFC 电路根据控制模式的不同可以分为:CCM(Continuous Conduct
-ion Mode,连续模式),DCM(Discontinuous Current Mode,断续模式),CRM/BCM
(Critical Conduction Mode/Boundary Conduction Mode 临界模式)。相比其他拓 扑结构的电路,Boost 电路结构简洁,稳定不容易出现失真,可以保持功率因数 稳定在很高的水准,在很多电子设备上有了广泛的应用。由于 Boost 电路附带预 调整的功能可以使输出电容稳定在高压状态,运行频率能维持在 11OK 以上,这 就可以相应的可以使电解电容的容量削减百分之五十,可以储蓄更多的电能;电 流控制模式下的电感响应速度较快,更灵敏;输入电压变化幅度较大时仍然能保 持稳定较高的功率因数;连续状态下可以比较容易的对 EMC 进行动作;电路中 电感的存在可以阻止电路中突发状况产生的电流冲击,保持系统可靠稳定的工 作。图 2-4 为典型 Boost 开关电路。文献综述
Boost 开关直流变换器
2。1。3 反激变换器拓扑
电视机中,有一种 DC-DC 变换器专门用于产生直流高压,驱动电子显像管 来回扫洞,屏幕上的光点回扫至水平起始点,故而将此类隔离型 DC-DC 电路统 一为反激(Fly back)变换器。反激电路在小于 90W 的小尺寸液晶电视内可直接 用作电源,大尺寸液晶电视可以用反激电路进行待机操作,其简洁的电路架构和 相对便宜的价格,以及可以实现多路同步输出操作,使得反激变换电路广泛的应 用于各种电子设备当中。图 2-5 为一种典型的 Fly back 变换器电路。 LCD电视电源LED驱动液晶电视驱动电源设计(5):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82798.html