基于精密整流電路的無橋PFC的研究

1、基于精密整流電路的無橋PFC的研究1 引言 單相PFC中，由于輸入整流橋的存在限制了整個(gè)電路效率的提高，為了減小整流橋的損耗，提出了很多新的拓?fù)?，在這些拓?fù)渲校瑹o橋PFC由于其結(jié)構(gòu)、控制簡(jiǎn)單而得到廣泛的應(yīng)用12。相對(duì)于傳統(tǒng)的Boost PFC拓?fù)?DBPFC由于省略了輸入整流橋，效率可以提高約1%2%，但是由于電感的特殊位置，使得電流檢測(cè)變的困難。本文利用精密整流電路對(duì)輸入電流進(jìn)行檢測(cè)，具有簡(jiǎn)單可靠的優(yōu)點(diǎn)。2 DBPFC的工作模式 圖1 DBPFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1為DBPFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其工作狀態(tài)按照輸入電壓的不同可以分成兩個(gè)階段。當(dāng)輸入處于VLVN的正半周時(shí)，L1，L2，S1和D1組成Boost電

2、路，S1開通時(shí)流過電感L1，L2的電流增加（方向如圖所示），電感儲(chǔ)能。S1關(guān)斷時(shí)電流流過D1向負(fù)載提供能量，流過電感L1，L2的電流減小。S2在該階段內(nèi)均流過反向電流處于續(xù)流狀態(tài)，反向電流流過S2溝道還是它的體二極管要看S2是否有驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)輸入電壓處于VL0時(shí)，uo10,二極管導(dǎo)通，uoui;當(dāng)ui0時(shí)，uo10時(shí)，ua0,uc0,D1、D4截止，D2、D3導(dǎo)通。運(yùn)放A1工作在方向比例放大狀態(tài)，有，所以運(yùn)放A2工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，R9上沒有電流流過，因此ud=0。同理，當(dāng)uif0,uc0,D1、D4導(dǎo)通，D2、D3截止。運(yùn)放A1工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，R3上沒有電流流過，因此ub=0。運(yùn)放A

3、2工作在反向比例放大狀態(tài)，有 ，所以5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)研制了一臺(tái)基于精密整流電路電流檢測(cè)的單周期控制無橋PFC，來驗(yàn)證理論分析的正確性。控制芯片是IR1150S，實(shí)驗(yàn)主要參數(shù)：輸入交流電壓：115V，最大功率：300W，開關(guān)頻率：100KHZ，輸出電壓：380V。開關(guān)管選用SPW20N60S5，超快恢二極管D1、D2選用STTA860D，圖7是在輸入90V滿載時(shí)候的實(shí)驗(yàn)波形。CH1：輸入電壓（100V/格）CH2：輸入電流（5A/格） 圖7、輸入電壓和電流波形CH1：輸入電壓（200V/格）CH2：檢測(cè)電流（5A/格）圖8、輸入電壓和檢測(cè)電流波形實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明輸入電流很好的跟蹤了輸入電壓，波形質(zhì)量好，PF值高。圖9為PF隨輸出功率變化曲線，可以看出，滿足IEC6000-3-2標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸出額定功率時(shí)，其功率因數(shù)為0.997。圖10可以看出DBPFC的效率比傳統(tǒng)的Boost PFC高2%，跟理論分析一致。圖8、輸出功率-PF曲線圖9、傳統(tǒng)Boost PFC與DBPFC效率比較5 結(jié)論 本文研究了一種基于精密整流電路的無橋Boost PFC，采用新型的單周期控制，其中采樣電路采用新型的精密整流電路