基于occ的无桥pfc设计应用

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1、基于One Cycle控制技术的无整流桥PFC设计应用    常见的用于整流桥输人方式的升压PFC电路承受了很高的传导损耗，用无整流桥的升压技术能够取得更高的效率，这种新电路包含了电压检测、电流检测。结果表明，这种电路能够对效率和EMI有很大改善。　　－、简介　　由于单开关的CCM方式PFC结构简单，EMI滤波器外形小巧而被广泛应用。此电路在小功率范围内有较低的效率，因为它有很高的导通抿耗和开关损耗。随着结型MOSFET和肖特基二极管的不断发展，PFC电路的开关损耗已经有显著的减小。同时，该电路也存在整流桥的正向压降带来的高导通损耗，特别是在低电压输入时

2、。　　为了减小整流桥的导通损耗，使不同的电路拓扑都相应得到发展。根据这些拓扑，无整流桥的升压技术不需要宽范围的开关，它展现出结构简单和很高的性能。　　这种无整流桥的PFC电路，输人端没有整流桥，因雨有很低的导通损耗。尽管此电路结构筒单，但升压电感的位置在AC的一侧，导致很难检测AC边的线电压和电感电流。　　与此同时，由于AC边电感结构造成对应线路输入而言的输出浮动，此电路伴有很高的共模噪声。　　与平均电流型控制相比，OneCycle控制技术展示出很多优点，它不需要乘法器夕不霭要输人电压检测，也不需要电感电流检测。因此，OneCycle控制的无整流桥PFC

3、电路是非常有吸引力的。　　在此文中，OneCycle控制技术是在无整流桥PFC电路的应用。关于电压检测和电流检测在无整流桥PFCfifigOneCycle控制技术中得以解决，具有很高的效率和很好的功率因数校正功能，同时，对EMI也有很好的控制。　　二、无整流桥的PFC电路　　无整流桥PFC电路如图1所示，在AC边设置相互分离的升压电感组成一种升压结构。无整流桥PFC等效电路如图2所示。对于此半周期，MOSFETVI和升压二极管VD1再加上升电感一起构成了一个升压DC／DC变换器。同时，MOSFET相当于一个普通的二极管来工作。输人电流和输人电压都由此升压

4、变换器控制。　　在另外半个周期，工作原理是一样的。因此，在每半个周期，其中一个MOSFET作为有源开关工作，另外一个MOSFET作为二极管工作。这两个MOSFET的驱动信号相同。         图1无整流桥PFC电路                                     图2无整流桥PFC等效电路表1传统PFC与无桥的PFC的区别　　无整流桥PFC与普通PFC的区别见表1。在同一时刻，比较这两个电路的传导通道，无整流鞒的PFC电感电流仅仅通过这两个半导体器件，而普通PFC电路的电感电流则通过3个半导体器件。　　表1所示，无整流轿的PF

5、C用一个MOSFET的体二极管来代替普通PFC电路的两个较慢恢复二极管。曲于这两个电路都作为升压变换器，因此它们的开关损耗是一样的。　　在这两个电路中，尽管效率都有所改善，但导通损耗是不同的。与普通的PFC相比，无整流桥的PFC不仅减低了导通损耗，而且减少了元器件。　　为了估计无整流桥PFC电路效率的提高，戍原理分析比较其损耗。此电路选开关是一个22A，600V的结型MOSFET，升压二极管选择的是GBPC2506W，25A、600V，用这些器件导通损耗模型的方法画出这些器件的导通损耗曲线。由于电感电流是瞬时的，只能画出这两种器件在90V输人电压和不同输

6、出功率下的导通损耗曲线。两种PFC电路二极管抿耗比较如图3所示。　　对于整个功率范围，无整流桥的PFC在满功率的水平能将总效率提高1％。考虑到MOSFET的导通电阻很小，用同步整流方式的MOSFET，可以进一步减小损耗。MOSFET－B通损耗的*估是基于其较低的体二极管压降和导通电阻。两种PFC电路MOS损耗比较如图4所示，这两种情况的功率损耗相似。　　尽管同步整流器在低功率时对损耗有少量改善，在MOSFET温度升高后，这种改善随之消失。因为温度升高，其导通电阻也随之增大，由于同步整流器结构复杂，所以不宜采纳。  图3两种PFC电路二极管损耗比较    

7、                       图4两种PFC电路MOS损耗比较　　三、无整流桥PFC电路提出的挑战　　如图1所示，无整流桥PFC电路中没有输人的桥式整流二极管，其升压电感是放置在AC边。由于电路的输人、输出没有直接相连，因此，无整流桥PFC电路有输人电压检测、电流检测和抗EMI电路。  ：　　电压检测和电流检测相关连去控制无整流桥PFC电路。对于普通的PFC电路，有几种不同的控制方法己经得到开发，例如平均电流型控制、峰值电流型控制、OneCycle控制。　　平均电流型控制是最普遍用的控制方法，因为它性能优越且易掌握。控制器把输人电压信号和

8、电压环内输出电压信号的乘积作为电流基准，同时，电流环用来控制电感平均电流，两者的