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功率因数较正(PFC)电路的几个问题

功率因数较正(PFC)电路的几个问题

点击数:7223 次   录入时间:03-04 11:43:57   整理:http://www.55dianzi.com   功率因数技术

比如输出400V/1A时,输入电压为220V时Boost电路产生的功率为89W。当采用一般的MOS-FET和快恢复二极管时效率为94%~95%。而输入电压为110V时,如果还输出400V,Boost电路产生的功率就要提高到245W,效率就只有91%~92%了。所以输入电压不同,PFC电路的元器件的选用是不一样的。

  6 升压二极管的选用

  PFC的设计中最关键的就是升压二极管D的选择。它接在滤波输出电容C和开关管K之间,当K关断时,电感L里的能量释放,D导通给C充电和给负载提供能量。这时有正向电流IF流过D。当K导通给L储能时,D被反偏。理想的二极管应该立刻关断,只剩下漏电流。但由于D在正向电流流过时,内部存在由载流子形成的电荷Qrr,反偏时它们不能马上消失,而反向流动形成反向恢复电流Irr,如图7所示。要把这些反向恢复电荷Qrr都释放完毕,该二极管才能够截止。该释放时间就是反向恢复时间trr。不要小看二极管这几十nS的反向恢复时间,它对PFC等在高频工作的电路造成的干扰、损耗是决不能忽视的.。

  快恢复二极管指标中一般都标出trr,有的同时标出Qrr。但是不同的厂家测试条件不同,所以不能够直接比较。只能够通过测量来进行比较。现在有这种成品的trr、Qrr测试仪器;亦可用方波发生器配合高频示波器测量二极管的电流波形,直接显示其反向恢复特性。

  7 新的技术动向

  ⑴ 采用交错并联PFC技术

  该技术采用两套电路其驱动脉冲相隔180°互补工作,输出端通过升压二极管并联。其优点如下。

  ①  输入电流的频率加倍、峰值减半,使EMI的强度减半,便于输入滤波器的设计。

  ②  输出纹波的频率加倍、峰值减半,在没有输出电压保持时间(一般为20mS)的要求时,输

出滤波电容的容量可以减半。

  ③ 储能电感的电感量减半,总效率最多可以提高半个百分点。

  以上第一个优点是最重要的,因为EMI的处理是开关电源设计中最棘手的问题。

  由于交错并联PFC技术的优越性,已经有多家IC公司(如TI(德州)、安森美、仙童)推出相应的控制芯片,如TI推出的UCC28060、UCC28070等可以用于CRM及CCM电路模式。这种交错并联PFC技术尤其适合大功率输出。

⑵ 采用COOLMOS

  由于它的导通电阻比同级其他管子要小,所以导通损耗小。比如英飞凌的第三代SPP20N60C3,耐压是650V, 20A导通电阻为0.16Ω,而相应的IXYS公司的IXTH20N60是600V ,20A其导通电阻为0.35Ω,相差一倍多。所以导通损耗明显减小。



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  ⑶ 采用SIC材料的Schottky二极管

  它几乎没有反向恢复电荷,所以开关损耗小。如果再配上COOLMOS的开关管,据报道在输入市电220V、输出380V直流时效率可达到97%以上,同时由于没有反向恢复电流的瞬变引起的干扰,EMI较小。

  ⑷ 改善动态响应

  PFC 电路为了使100Hz纹波不反馈回PWM控制器,反馈环路的频响都很窄。典型的是10Hz。这样当负载跳变时,无法得到电路快速的响应。使输出电压发生陡升或陡降。为了克服该缺点,比如如英飞凌的ICE2PCS02,当输出电压变化超过±5%时芯片会跳过慢速的补偿放大



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