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简介:开关电源功率因数校正电路设计与应用实例之:概述

这种控制方式的优点是:恒频控制,工作在电感电流连续状态,开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小;能抑制开关噪声;输入电流波形失真小。

主要缺点是:控制电路复杂,须用乘法器和除法器,需检测电感电流,需电流控制环路。

b.滞后电流型。工作频率可变,电流达到滞后带内发生功率开关通与断操作,使输入电流上升、下降。电流波形平均值取决于电感输入电流,波形图如图1-10(b)所示。

c.峰值电流型。工作频率变化,电流不连续(DCM)工作波形图如图1-10(c)

所示。DCM采用跟随器方法具有电路简单、易于实现的优点,但存在以下缺点:

·功率因数和输入电压Uin与输出电压Uo的比值Uin/Uo有关,即当Uin变化时,功率因数PF值也将发生变化,同时输入电流波形随Uin/Uo的加大而THD变大。

·开关管的峰值电流大(在相同容量情况下,DCM中通过开关器件的峰值电流为CCM的两倍),从而导致开关管损耗增加。所以在大功率APFC中,常采用CCM方式。

d.电压控制型。工作频率固定,电流不连续,采用固定占空比的方法,电流自动跟随电压。这种控制方法一般用在输出功率比较小的场合,另外在单级功率因数校正中多采用这种方法,工作波形图如图1-10(d)所示。

③其他控制方法

a.非线性载波控制技术。非线性载波控制(NLC)不需要采样电压,内部电路作为乘法器,即载波发生器为电流控制环产生时变参考信号。这种控制方法工作在CCM模式,可用于Flyback、Cuk、Boost等拓扑中,其调制方式有脉冲前沿调制和脉冲后沿调制。

b.单周期控制技术。单周期控制是一种非线性控制技术。该控制方法的突出特点是无论是稳态还是暂态,它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值,即能在一个开关周期内,有效地抑制电源侧的扰动,既没有稳态误差,也没有暂态误差,这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合,不必考虑电流模式控制中的人为补偿。

c.电荷泵控制技术。利用电流互感器检测开关管的开通电流,并给检测电容充电,当充电电压达到控制电压时关闭开关管,并同时放掉检测电容上的电压,直到下一个时钟脉冲到来使开关管再次开通,控制电压与电网输入电压同相位,并按正弦规律变化。由于控制信号实际为开关电流在一个周期内的总电荷,因此称为电荷控制方式。

(4)功率因数校正电路的结构形式

功率因数校正电路(PFC)分为有源和无源两种。无源校正电路通常由大容量的电感、电容和工作于工频电源的整流器组成。有源校正电路往往工作于高频开关状态,它们的体积小、重量轻,比无源校正电路效率高。图1-1是功率因数校正电路的三种不同结构形式。不同的结构形式各有其特点,见表1-4

开关电源功率因数校正电路设计与应用实例之:概述(4)

图1-11功率因数校正电路的不同形式

表1-4三种功率因数校正电路的特点

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