采用雙升壓斬波拓?fù)涞腜FC解決方案

作者：時間：2012-04-11 來源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

　在所有的功率電子應(yīng)用中最優(yōu)先考慮的之一是獲得高效率。隨著新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，在許多應(yīng)用中有源功率因數(shù)校正（PFC）是必需的。電子元件的附加損耗可能增加散熱片和和整個應(yīng)用的尺寸，其目標(biāo)是把損耗減到最小而不增加成本。
　　標(biāo)準(zhǔn) EN61000-3-2 對接到公共電網(wǎng)中的功率應(yīng)用是強制的。對許多應(yīng)用而言一個外加的有源PFC的功能不得不被集成到已存在的功能中。這些應(yīng)用的尺寸大小常常由用于散熱的散熱片決定。通過把外加的PFC功能集成起來獲得盡可能小的散熱片是一個重要的手段。
　　功率損耗產(chǎn)生在半導(dǎo)體芯片和電抗中。通過選擇低損耗的元件來優(yōu)化電路是必需的。采用新概念的一個高效PFC拓?fù)洌?個輸入整流管中的2個被省掉了，在每個半波中有一個半導(dǎo)體結(jié)的損耗被消除了。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/186614.htm

　　標(biāo)準(zhǔn)的 PFC升壓拓?fù)?/strong>

　　在大多情況下升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被用于有源功率因數(shù)校正。電流在向輸出供電時每半波必須通過至少3個半導(dǎo)體結(jié)。
　　輸入整流器把AC電壓轉(zhuǎn)換成一個波動的DC電壓。PFC電路把兩個半波升到DC輸出電壓。
　　在一種改進(jìn)的高效PFC中，PFC電抗被分成了2個電感量各為一半的電感。對每個半波而言省掉了輸入整流器，只需一個升壓斬波。在每個半波電流只需通過2個半導(dǎo)體器件。
　　在理論上這個新的拓?fù)淇雌饋砗孟袷菧p小有源PFC應(yīng)用中損耗的高效的替換方案。但是下一步我們將采用仿真來檢驗這個理論。
　　從仿真結(jié)果看，所有的PFC輸出信號相對于輸入端（參考地）都隨著PWM頻率而震蕩。
　　這個問題是系統(tǒng)性的，原因是所有的輸入都接有一個PFC電抗。這個結(jié)果是輸出相對輸入電源而高頻震蕩。因此采用外部的濾波器是不可能解決EMI問題的。
　　DC輸出和被連接的電路相對于輸入電網(wǎng)高頻震蕩。由此而產(chǎn)生的高的EMC發(fā)射對許多應(yīng)用而言是不可接受的。用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用隔離變壓器的應(yīng)用設(shè)計是很困難的，象電機驅(qū)動這樣沒有變壓器的應(yīng)用是完全不可能的。
　　因此，人們希望獲得一個高效的PFC解決方案，同時沒有EMC的缺點。

　　雙升壓

　　采用這種方案，輸出并不相對于AC輸入或GND而高頻震蕩。動

作方式與標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)是相同的。但是用在標(biāo)準(zhǔn)升壓斬波中的輸入整流二極管的損耗被砍掉了一半。
　　1，第一個半波使用第一部分PFC電路升壓到DC輸出電壓。第二個電抗被第一個整流二極管旁路掉。
　　2，第二個半波期間，第二個PFC電路把輸入升到DC輸出電壓。在這兒第一個電抗被旁路掉了。
　　采用第二代拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，僅用一個電抗就可能獲得高效PFC的好處：
　　在這兒流經(jīng)PFC電抗的電流是雙向的。
　　1，正半波被低側(cè)的開關(guān)和高側(cè)的升壓二極管升壓。低側(cè)的整流二極管建立了一個返回通路。
　　2，負(fù)半波被通過高側(cè)的開關(guān)和低側(cè)的升壓二極管而升壓。高側(cè)的整流二極管建立了返回路徑。
　　同樣采用這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)升壓斬波的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的輸入整流二極管的損耗被砍掉了一半。這個電路的優(yōu)點是采用和標(biāo)準(zhǔn)升壓