PFC电路与BOOST电路设计实例

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1、BOOST电路功率因素校正（PFC）基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法PFC典型芯片UC3854介绍基于Boost电路的PFC变换器设计实例1功率因素校正-谐波的危害2功率因素校正-谐波的危害传统的AC-DC变换器和开关电源，其输入电路普遍采用了全桥二极管整流，输出端直接接到大电容滤波器。虽然不可控整流器电路简单可靠，但它们产生高峰值电流，使输入端电流波形发生畸变，使交流电网一侧的功率因素下降到0.5~0.65，无功损耗过大。因此我们必须引入功率因素较正3功率因数和功率因数校正功率因数的定义功率因数

2、校正的任务正弦化，使电流失真因数同相位，使相移因数4功率因素校正（PFC）功率因素校正PFC是十几年电源技术进步的重大领域，它的基本原理是：是电源输入电流实现正弦波，正弦化就是要使其谐波为零，电流失真因数保证电流相位与输入电压保持同相位，两波形同相位，相移因数最终实现功率因素PF=1的设计工作目标5功率因素校正（PFC）两种主要的功率因素校正的方法1)无源PFC技术2)有源PFC技术6功率因素校正（PFC）单管功率因素校正变换器的概念只用一个主开关管，可使功率因数校正到0.8以上，并使输出直流电压可调，这种拓

3、扑结构称为单管单级PFC变换器。7功率因素校正（PFC）单管功率因素校正变换器的电路类型BuckBoostBoost-BuckZetaCukSepic8BOOST电路功率因素校正（PFC）基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法PFC典型芯片UC3854介绍基于Boost电路的PFC变换器设计实例9功率因素校正（PFC）基于Boost电路的PFC变换器的提出Boost用于PFC的优势1.Boost可工作在三种模态CCM,BCM,DCM2.储能电感又是滤波器，可抑制电磁干扰EMI和射频干扰RFI电流波形失真

4、小3.输出功率大4.共源极可简化驱动电路等优点10基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法-概述CCMDCMBCM11基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCMDCM假定在稳态条件下，在一个开关周期内，MOS管的导通时间为Ton，输入电压为Ui，电感电流为i，电感电流峰值为，电感量为L，电感电流达到峰值时，对应的输入电压为。则在MOS管导通期间，有：其中，，因此如果输入周期内各开关周期的占空比近似不变时，电感电流的峰值与输入电压成正比。因此，输入电流波形自然跟随输入电压波形，电路不需要电流控制

5、环即可实现PFC功能。12基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCMDCM的关键要想保证电路在一定电压范围内处于断续模式，关键是电感量的设计，下面给出电感量设计的最终公式：d1其中为MOS管导通占空比，d2为续流二极管导通占空比，L为电感量，fs为开关频率，Po为输出功率，mmin为Vo/Vin13基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCM要保证电感电流断续，必须满足d1+d2<1随着mmin=Vo/Vin的增加，d1+d2先减小后增大因此在输入电压较小与较大时均会使电感电流趋于连续通

6、常在断续模式下的电感量设计中按最低输入电压时确参数。DCM的d参数与mmin的关系曲线14基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——BCMBCM一般采用变频控制，在固定功率开关管开启时间的条件下，调整开关管的关断时间，使电感始终处于临界导电模式，可获得单位功率因数，适用于中小功率场合。开关频率不固定（变频），功率管导通时间固定。15基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——CCMCCM电感电流连续时可以选择多种控制方法，如：峰值电流控制、滞环电流控制、平均电流控制和单周期控制等，适用于大功率场合，

7、开关频率可以恒定（如平均电流控制等（定频）），也可以变化（如滞环控制（变频））。16基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法-总结DCM输入电流自动跟踪输入电压，控制简单，仅需一个电压环，成本低，电感量小，主管ZCS，续流管无反向恢复问题,定频工作，适合小功率用电设备。BCM输入电流自动跟踪输入电压，电感量小，一般采用变频控制，在固定功率开关管开启时间的条件下，调整开关管的关断时间，使电感始终处于临界导电模式，可获得单位功率因数，但是滤波器设计困难，适用于中小功率场合。CCM常用的有电流峰值控制法、电流滞

8、环控制法或平均电流控制法，可以定频，也可以变频，高功率因素，要用到乘法器，控制相对复杂，成本高。适用于大功率场合。17基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——CCM概述通常情况下，电感电流连续时的控制电路都需要有一个模拟乘法器和电流检测环路，与输出电压的反馈信号一起调制功率开关管的控制信号，其中模拟乘法器的精度将影响PF值和输入电流谐波含量THD。示意图图下，18基于Boost电路的PFC变