有源功率因數(shù)校正主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述-文庫(kù)吧
2025-09-10 15:09 本頁(yè)面
【正文】 PFC主電路 圖2為升壓型PFC主電路的原理圖，這種電路的工作過(guò)程如下：圖2 Boost 型PFC主電路原理圖 當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，電流IL流過(guò)電感線圈L，在電感線圈未飽和前，電流線性增加，電能以磁能的形式儲(chǔ)存在電感線圈中，此時(shí)，電容C放電為負(fù)載提供能量；當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)，由于線圈中的磁能將改變線圈L兩端的電壓極性，以保持其電流IL不變。這樣，線圈L轉(zhuǎn)化成的電壓VL與電源VIN串聯(lián)，以高于輸出電壓向電容和負(fù)載供電。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是輸入電流完全連續(xù)，并且在整個(gè)輸入電壓的正弦周期都可以調(diào)制，因此可獲得很高的功率因數(shù)；電感電流即為輸入電流，容易調(diào)節(jié)；開(kāi)關(guān)管門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)地與輸出共地，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單；輸入電流連續(xù)，開(kāi)關(guān)管的電流峰值較小，對(duì)輸入電壓變化適應(yīng)性強(qiáng)，適用于網(wǎng)壓變化特別大的場(chǎng)合。其主要缺點(diǎn)為輸出電壓必須大于輸入電壓的最大值，所以輸出電壓比較高；不能利用開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。 BuckPFC主電路 圖3為降壓型主電路的原理圖，這種電路的工作過(guò)程如下：圖3 Buck型主電路原理圖 當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，電流IL流過(guò)電感線圈，在電感線圈未飽和前，電流IL線性增加；當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)，由于線圈中的磁能將改變線圈兩端的電壓極性，以保持IL不變。由于變換器輸出電壓小于電源電壓，故稱(chēng)它為降壓變換器。這種電路的主要優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)管所受的最大電壓為輸入電壓的最大值，因此開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力比較?。缓蠹?jí)短路時(shí)，可以利用開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。該電路的主要缺點(diǎn)是：由于輸入電壓大于輸出電壓，該電路才能工作，所以在每個(gè)輸入正弦周期中，該電路有一段因輸入電壓低而不能正常工作，輸出電壓較低，相同功率等級(jí)時(shí)，后級(jí)DC/DC變換器電流應(yīng)力較大，開(kāi)關(guān)管門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)地與輸出地不同，驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜，輸入電流斷續(xù)，因此功率因數(shù)不可能提高很多。 BuckBoostPFC主電路 圖4為升降壓型主電路的原理圖，這種電路的工作過(guò)程如下，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，電流IIN流過(guò)電感線圈，L儲(chǔ)存能量，此時(shí)，電容C放電為負(fù)載提供能量；當(dāng)開(kāi)關(guān)Q斷開(kāi)時(shí)，IL有減小趨勢(shì)，電感線圈產(chǎn)生的自感電勢(shì)反向，二極管D正向偏壓而導(dǎo)通，電感釋放其儲(chǔ)存的能量，向電容C和負(fù)載供電。圖4 BuckBoost 型主電路原理圖 該電路的優(yōu)點(diǎn)有：即可對(duì)輸入電壓升壓，又可以降壓，因此在整個(gè)輸入正弦周期都可以連續(xù)工作；該電路輸出電壓選擇范圍較大，可根據(jù)后級(jí)的不同的要求設(shè)計(jì)；利用開(kāi)關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。該電路的主要缺點(diǎn)有：開(kāi)關(guān)管所受的電壓為輸入電壓與輸出電壓之和，因此開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力較大；由于每個(gè)開(kāi)關(guān)周中，只有在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)才有輸入電流，因此峰值電流較大；開(kāi)關(guān)管門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)地與輸出地不同，驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜；輸出電壓極性與輸入電壓極性相反，后級(jí)逆變電路較難設(shè)計(jì)?！ ∩厦娼榻B的非隔離型功率因數(shù)校正主電路，一般工作在電感電流連續(xù)模式，下面介紹的隔離型功率因數(shù)校正電路，工作在電感電流不連續(xù)模式，用一般的電壓型控制，這種主電路拓?fù)渲饕m用于小功率應(yīng)用場(chǎng)合。 ForwardPFC主電路圖5為正激型主電路的原理圖，這種電路的工作過(guò)程如下：圖5 Forward型主電路原理圖 當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)
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