【48812】常用有源功率因数校对电路分类及作业原理剖析

时间: 2024-07-04 12:46:29 |   作者: CAN接口

  电路分为接连电流方式操控型与非接连电流方式操控型两类。其间，接连电流方式操控型首要有升压型（Boost）、降压型（Buck）、升降压型（Buck－Boost）之分；非接连电流方式操控型有正激型（Forward）、反激型（Fly back）之分，下面临这几种电路的作业原理别离加以介绍。

  升压型PFC主电路如图1所示，其作业进程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈L，在电感线圈未饱满前，电流线性添加，电能以磁能的方式贮存在电感线圈中，此刻，电容C放电为负载供给能量；当Q截止时，L两头发生自感电动势VL，以坚持电流方向不变。这样，VL与电源VIN串联向电容和负载供电。

  这种电路的长处是：（1）输入电流彻底接连，并且在整个输人电压的正弦周期内都可以调制，因而可获得很高的功率因数；（2）电感电流即为输入电流，简略调理；（3）开关管栅极驱动信号地与输出共地，驱动简略；（4）输入电流接连，开关管的电流峰值较小，对输入电压改变习惯能力强，适用于电网电压改变特别大的场合。首要缺陷是输出电压比较高，且不能使用开关管完成输出短路维护。

  降压型PFC电路如图2所示，其作业进程如下：当开关管Q导通时，电流IL流过电感线圈，在电感线圈未饱满前，电流IL线性添加；当开关管Q关断时，L两头发生自感电动势，向电容和负载供电。因为变换器输出电压小于电源电压，故称为降压变换器。

  （1）这种电路的首要长处是：开关管所受的最大电压为输人电压的最大值，因而开关管的电压应力较小；当后级短路时，可经过开关管完成输出短路维护。

  （2）该电路的首要缺陷是：因为只要在输人电压高于输出电压时，该电路才干作业，所以在每个正弦周期中，该电路有一段因输人电压低而反常作业，输出电压较低，在相同功率等级时，后级DC／DC变换器电流应力较大；开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动较杂乱，加之输人电流断续，功率因数不可能进步许多，因而很少被选用。

  升降压型PFC电路如图3所示，其作业进程如下：当开关管Q导通时，电流IIN流过电感线圈，L储能，此刻电容C放电为负载供给能量；当Q断开时，IL有减小趋势，L中发生的自感电动势使二极管D正偏导通，L开释其贮存的能量，向电容C和负载供电。

  （1）该电路的长处是既可对输人电压升压又可以降压，因而在整个输入正弦周期都可以接连作业；该电路输出电压挑选规模较大，可根据一级的不一样的要求规划；使用开关管可完成输出短路维护。

  （2）该电路的首要缺陷有：开关管所受的电压为输入电压与输出电压之和，因而开关管的电压应力较大；因为在每个开关周期中，只要在开关管导通时才有输入电流，因而峰值电流比较大；开关管门极驱动信号地与输出地不同，驱动很杂乱；输出电压极性与输入电压极性相反，后级逆变电路较难规划，因而也选用得较少。

  正激型PFC电路如图4所示，当开关管Q导通时，二级管D1正偏导通，电网向负载供给能量，输出电感L储能。当Q关断时，L中贮存的能量经过续流二极管D2向负载开释。

  这种电路的长处是功率级电路简略，缺陷是要添加一个磁复位回路来开释正激期间电感中的储能。

  反激型PFC电路如图5所示，当开关管Q导通时，输入电压加到高频变压器B1的原边绕组上，因为B1副边整流二极管D1反接，副边绕组中没有电流流过，此刻，电容C放电向负载供给能量。当开关管Q关断时，绕组上的电压极性反向，二极管D1正偏导通，贮存在变压器中的能量经过二极管D1向负载开释。