采用雙升壓斬波拓?fù)涞腜FC解決方案

采用雙升壓斬波拓?fù)涞腜FC解決方案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(gè)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(duì)接到公共電網(wǎng)中的功率應(yīng)用是強(qiáng)制的。對(duì)許多應(yīng)用而言一個(gè)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(gè)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(gè)高效PFC拓?fù)洌?個(gè)輸入整流管中的2個(gè)被省掉了，在每個(gè)半波中有一個(gè)半導(dǎo)體結(jié)的損耗被消除了。標(biāo)準(zhǔn)的PFC升壓拓?fù)湓诖蠖嗲闆r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(shí)每半波必須通過至少3個(gè)半導(dǎo)體結(jié)。輸入整流器把AC電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)波動(dòng)的DC電壓。PFC電路把兩個(gè)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(gè)電感量各為一半的電感。對(duì)每個(gè)半波而言省掉了輸入整流器，只需一個(gè)升壓斬波。在每個(gè)半波電流只需通過2個(gè)半導(dǎo)體器件。在理論上這個(gè)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(yàn)這個(gè)理論。從仿真結(jié)果看，所有的PFC輸出信號(hào)相對(duì)于輸入端(參考地)都隨著PWM頻率而震蕩。這個(gè)問題是系統(tǒng)性的，原因是所有的輸入都接有一個(gè)PFC電抗。這個(gè)結(jié)果是輸出相對(duì)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(duì)于輸入電網(wǎng)高頻震蕩。由此而產(chǎn)生的高的EMC發(fā)射對(duì)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(jì)是很困難的，象電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(gè)高效的PFC解決方案，同時(shí)沒有EMC的缺點(diǎn)。雙升壓斬波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一個(gè)由泰科電子發(fā)明的新的拓?fù)浣鉀Q了這個(gè)問題。與第一個(gè)設(shè)計(jì)理念不同的是電抗沒有被分開，2個(gè)電感與標(biāo)準(zhǔn)升壓斬波拓?fù)涫褂玫碾姼芯哂邢嗤碾姼辛俊５窃诿總€(gè)半波中只有一個(gè)電感被使用。另一個(gè)被另加的整流二極管旁路掉了。采用這種方案，輸出并不相對(duì)于AC輸入或GND而高頻震蕩。動(dòng)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(gè)半波使用第一部分PFC電路升壓到DC輸出電壓。第二個(gè)電抗被第一個(gè)整流二極管旁路掉。2，第二個(gè)半波期間，第二個(gè)PFC電