新型降压PFC与CRM升压APFC的性能比较研究
2011-02-27任重远
电源学报 2011年3期
林 伟,任重远
(武汉理工大学自动化学院,武汉 430070)
引言
临界导电模式(CRM)升压APFC是小功率场合最常用的解决方案,其控制简单,PF值高,效率高,但输出电压高,这个高电压不仅增加了开关损耗,还为后级电路变压器的尺寸设计带来不利影响[1]。传统降压PFC的最大优势在于其输出电压较低,但是当输入电压低于输出电压时必然导致输入电流断续,使电路不能正常工作,这是降压PFC应用的最大障碍,本文分析了一种新型降压PFC电路,该电路能够很好地解决这个问题[2]。
在此,重点分析了两种电路的工作原理,设计了两款小功率功率因数校正器,并在闭环条件下对两种电路进行了时域分析和应力分析,获得了效率、PF值、THD等参数,最后实验验证了该新型降压PFC电路在小功率范围内的效率优势。
1 两种电路的工作原理分析
图1 给出了CRM升压APFC电路原理图及电感电流波形。当检测电路检测到开关管源极电流为零时,驱动开关Q导通,电感电流斜升,当电感电流达到峰值时,检测信号达到控制器内部比较器的Vref的电平,于是关断开关Q,电感电流斜降,当电流为零时,整个过程结束。

图1 CRM升压APFC电路原理图及输入电流(电感电流)波形
对于给定的参考信号,导通时间Ton是恒定的,其表达式为:

式中:L为电感值;Pin为输入功率;Vac为输入线电压。
输入电流表达式为:

式中:Po为输出功率;η为效率;ω为角频率。
图2 给出了一种新型降压PFC电路原理图及输入电流波形,该电路和传统降压PFC相比,区别在于,在整流二极管旁并联了电容,通过这种连接,输入电路能够通过电容总是和直流母线相连接,使输入电流断续的情况得到了改善[4]。……
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