電源：無輸入整流橋的單級PFC變換器

5　穩(wěn)態(tài)分析

為保證高的功率因素單級PFC電路的PFC級工作在DCM，而DC/DC級工作在CCM下，要注意電路功率平衡的問題。

當(dāng)輸出功率減小的時候，則前級boost電路占空比會減小，則DC/DC級的占空比也會減小(因為共用開關(guān)管)，就會導(dǎo)致直流母線上的電壓上升從而縮窄脈寬達到新的功率平衡。反之當(dāng)輸出功率增加的時候，則前級boost電路占空比會增加，則DC/DC級的占空比也會增加(因為共用開關(guān)管)，就會導(dǎo)致直流母線上的電壓下降從而達到新的功率平衡。所以輕載下，直流母線電壓會達到滿載時候的幾倍以上，這就限制了單級PFC的實際應(yīng)用。通常采用的方法是對直流母線采取鉗位措施，或者當(dāng)電壓上升到一定的值，讓DC/DC級也進入DCM模式。當(dāng)負(fù)載變輕時，占空比必然會減小，因此沒有不平衡功率存在，儲能電容的電壓不會因為負(fù)載變輕而增加。但是這種組合存在導(dǎo)通損耗和功率開關(guān)電流應(yīng)力大，效率低的缺點

假設(shè)開關(guān)頻率遠遠高于電網(wǎng)頻率?？闪睿?/p>

這里，Vim為輸入電壓的峰值。如果PFC級占空比為D，開關(guān)周期為T，可以得到輸入電流的低頻平均表達式：

那么輸入功率為：

將式(2)和(3)代入式(4)，可以的到

這里

對于DC/DC級，連續(xù)模式和斷續(xù)模式的臨界條件

當(dāng)

的時候?qū)M入連續(xù)模式，此時電壓關(guān)系式為

當(dāng)

的時候?qū)M入不連續(xù)模式，此時電壓關(guān)系式為：

這里

由前面的推導(dǎo)可知通過適當(dāng)?shù)倪x擇Lf等參數(shù)(根據(jù)

此式來選擇)當(dāng)負(fù)載變輕時使DC/DC級也進入DCM模式。當(dāng)負(fù)載變重時使DC/DC級也進入CCM模式來降低電容電壓。

6　結(jié) 語

本文介紹了一種新的單級功率因數(shù)校正拓?fù)洌捎?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/整流">整流橋和DC/DC變換共用開關(guān)管，節(jié)省了兩個整流管，減小損耗，提高了效率。給出了仿真電路圖和結(jié)果，另外還討論降低儲能電容電壓的方法。

參考文獻：

[1] A Power-Factor Controller for single stage PWM Rectifiers　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL46

[2] A Single –stage Electronic ballast with High Power Factor　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL47

[3] 張占松，蔡宣三， 開關(guān)電源原理與設(shè)計，第一版，電子工業(yè)出版社，1999

[4] 嚴(yán)百平，劉建，不連續(xù)導(dǎo)電模式高功率因數(shù)開關(guān)電源，第一版，科學(xué)出版社