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​解析高频开关电源PFC

此电路虽然简略,能够在前期规划的无PFC功用的设备上,简略的添加一个适宜的电感(恰当的选取L和C的值),从而到达具有PFC的效果,可是这种简略的、低成本的无源PFC输出纹波较大,滤波电容两头的直流电压也较低,电流畸变的校对及功率因数补偿的才干都很差,并且L的绕制及铁芯的质量操控欠好,会对图画及伴音产生严峻的搅扰,只能是关于前期无PFC设备使之能进入市场的临时办法。

有源PFC电路的原理

有源PFC则是有很好的效果,根本上能够完全的消除电流波形的畸变,并且电压和电流的相位能够操控保持一致,它能够根本上完全处理了功率因数、电磁兼容、电磁搅扰的问题,可是电路十分的杂乱,其根本思路是在220V整流桥堆后去掉滤波电容(以消除因电容的充电形成的电流波形畸变及相位的改变),去掉滤波电容后由一个“斩波”电路把脉动的直流变成高频(约100K)沟通再通过整流滤波后,其直流电压再向惯例的PWM高频开关电源供电,其进程是; AC→DC→AC→DC。

有源PFC的根本原理是在高频开关电源的整流电路和滤波电容之间添加一个DC-DC的斩波电路图8(附加高频开关电源),关于供电线路来说该整流电路输出没有直接接滤波电容,所以其关于供电线路来说出现的是纯阻性的负载,其电压和电流波形同相、相位相同。斩波电路的作业也类似于一个高频开关电源。所以说有源PFC高频开关电源就是一个双高频开关电源的高频开关电源电路,它是由斩波器(我们今后称它为:“PFC高频开关电源”)和稳压高频开关电源(我们今后称它为:“PWM高频开关电源”)组成的。
解析高频开关电源PFC

斩波器部分(PFC高频开关电源)


整流二极管整流今后不加滤波电容器,把未经滤波的脉动正半周电压作为斩波器的供高频开关电源,因为斩波器的一连串的做“开关”作业脉动的正电压被“斩”成图9的电流波形,其波形的特点是:1、电流波形是断续的,其包络线和电压波形相同,并且包络线和电压波形相位同相。2、因为斩波的效果,半波脉动的直流电变成高频(由斩波频率决定,约100KHz)“沟通”电,该高频“沟通”电要再次通过整流才干被后级PWM高频开关电源运用。3、从外供电总的看该用电体系做到了沟通电压和沟通电流同相并且电压波形和电流波形均契合正弦波形,既处理了功率要素补偿问题,也处理电磁兼容(EMC)和电磁搅扰(EMI)问题。

该高频“沟通”电在通过整流二极管整流并通过滤波变成直流电压(高频开关电源)向后级的PWM高频开关电源供电。该直流电压在某些材料上把它称为:B+PFC(TPW-4211便是如此),在斩波器输出的B+PFC电压一般高于原220沟通整流滤波后的+300V,其原因是选用高电压,其电感的线径小、线路压降小、滤波电容容量小,且滤波效果好,对后级PWM开关管要求低等等许多好处。

黑为电压波形 赤色虚线为电流包络波形

解析高频开关电源PFC

现在PFC高频开关电源部分,起到开关效果的斩波管(K)有两种作业方式:
1、 接连导通形式(CCM):开关管的作业频率必定,而导通的占空比(系数)随被斩波电压的起伏改变而改变,如图10,
图中T1 和 T2 的方位是:T1在被斩波电压(半个周期)的低电压区,T2在被斩波电压高电压区,T1(时刻)=T2(时刻)从图中能够看到一切的开关周期时刻都持平,这说明在被斩波电压的任何起伏时,斩波管的作业频率不变,从图10中能够看出;在高电压区和低电压区每个斩波周期内的占空比不同(T1和T2的时刻相同,而上升脉冲的宽度不同),被斩波电压为零时(无电压),斩波频率依然不变,所以称为接连导通形式(CCM)该种形式一般使用在250W~2000W的设备上。

解析高频开关电源PFC

2、 不接连导通形式(DCM):斩波开关管的作业频率随被斩波电压的巨细改变(每一个开关周期内“开”“关”时刻持平。如图11:T1和T2时刻不同,也反映跟着电压起伏的改变其斩波频率也相应改变。被斩波电压为“零”开关中止(振动中止),所以称为不接连导通形式(DCM),即有输入电压斩波管作业,无输入电压斩波管不作业。他一般使用在250W以下的小功率设备上,例如海信TLM-3277液晶电视接收机高频开关电源的PFC部分即作业在DCM形式。

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(3)临界导通形式(CRM)或过渡形式(TCM):
作业介于CCM和DCM之间,作业更接近DCM形式。在上一个导通周期完毕后,下一个导通周期之前,电感电流将衰减为零,并且频率跟着线路电压和负载的改变而改变。
优点:廉价芯片、便于规划,没有开关的导通损耗,升压二极管的挑选并非决定性的;
缺陷:因为频率改变,存在潜在的EMI问题,需求一个规划准确的输入滤波器。
高频开关电源部分(PWM高频开关电源)
该高频开关电源(PWM),是整个具有PFC功用高频开关电源的一部分,其作业原理及稳压功能和普通的电视机高频开关电源一样,所不同的是普通高频开关电源供电是由沟通220V整流供电,而此高频开关电源供电是由B+PFC供电(B+PFC是选取+380V)。

现在使用的具有功率要素校对高频开关电源中的PFC高频开关电源部分和PWM高频开关电源部分的鼓励部分均由一块集成电路完结,即PFC/PWM组合IC(如TPW-4211等离子电视的ML4824及TLM-3277液晶电视的 SMA-E1017等)

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