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开关电源转换器有源功率因数校正技术

时间:09-09 来源:互联网 点击:

  由于输人端有整流元件和滤波电容,许多由整流电源供电的电子设备,使市电输人端的功率因数仅为0.6~0.65。用有源功率因数校正技术( 简称APFC)可以把输入功率因数提高到0.95~0.99,使输人电流的THD小于10%,既可以治理对市电电网的谐波“污染”,又可以提高开关电源 的整体效率。单相APFC国内外开发较早,技术也比较成熟;三相APFC则类型较多,还有待进一步的研究与发展。

  一般的高功率因数AC/DC开关电源由两级主电路组成。在整流器和DC/DC转换器之间,加一级前置PFC转换器,使交流输人端的功率因数提高到 接近于1,同时又使输出直流电压可以调整。两级高功率因数AC/DC开关电源,至少需要两个主开关管和两套控制驱动电路。对于小功率开关电 源,采用两级主电路结构,总体效率较低、成本较高。

  如果对输人功率困数的要求不特别高时,用PFC转换器和后级的DC/DC转换器组合成一个主电路,构成单级高功率因数AC/DC开关电源,只用一 个主开关管就可以把功率因数校正到0.8以上,并使输出直流电压可调,这种主电路结构的转换器称为单管单级(Sing1e SwitchSing1e Stage, S4)转换器,即S4PFC转换器。例如,一种隔离式S4PFC AC/DC转换器,前置PFC转换器采用DCM运行的Boost转换器,后置电压调节器主电路为反激 式转换器,按照CCM或DCM运行;两级电路合用一个主开关管。当然,如果加有源钳位或其他软开关技术,还需要一个辅助开关管,称为单级 (Sing1e Stage,S2)有隔离功率因数校正软开关电源。

  香港理工大学报道了S2有隔离功率困数校正软开关电源的实验结果:80V/W·150 kHz,效率86.5%,功率因数0.98,THD 13%,输入/输出电 压分别为110V AC和280V DC。

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