100% 高效电源的时代来临

相乘得到，这确保了转换器的电阻性输入阻抗和高功率因数。为了避免转换器在高输入电压时处理过多的输出功率，UC3854还具有平方器电路和除法器电路，这种方法可保证电压环路增益保持恒定，不受输入电压变化的影响。UC3854集成了这些主要功能，再加上常用保护和管理电路，为PFC控制器创建了行业标准。1990年代后期，数种类似的控制器被推向市场，它们对UC3854的基本控制算法做了少许改进和变动。多家供应商提供优质控制器让PFC市场繁荣壮大起来。

随着市场不断成熟并向众多应用领域扩展，对更简单的实现方案的需求日益增长。在UC3854“复制”大战之后，新的控制技术和新的IC开始出现。低功耗、具成本效益的应用需要不同种类的控制器。为了以低功率水平获得满意的效率，升压转换器工作在连续和不连续电流模式的边缘，该技术消除了CCM模式中的主要损耗机制，即升压整流二极管因被迫转换而产生的反向恢复损耗。全新临界传导模式 (boundary conduction mode, BCM) 功率因数控制IC系列因应电源行业的新要求而面市。

一般而言，BCM PFC控制器是最基本的8脚器件，往往只能以低成本提供极少的功能性。临界传导工作模式只需采用最简单的控制方法之一“恒定导通时间电压模式控制”即可运作良好，而这些器件正好利用这一原理，无需额外的电流环路，甚至也不必对输入电压进行频繁的监控。

近来，在提高功率因数校正器电路的效率方面，业界取得了显著成果，给功率级设计带来了各种变化。PFC领域最引人注目的两大发展是采用了交错式 (interleaving) 方法，以及长久以来颇受关注但极少运用的无桥升压拓扑。

交错式技术的工作原理正好说明了它为什么能够在低压处理器电源中广获运用。而且，它也是一个同样可用于任何功率转换任务的普遍原理。交错技术让设计人员得以利用更小、更高效的相位相差180度的模块并联工作来获得更高的功率级。这种技术的好处是消除了升压电感的纹波电流，使PFC电源中的EMI滤波器更小、更高效，而且由于功耗分散在更多的器件上，因此也更便于进行热管理。工作温度的降低还有益于效率的提高，这是因为电源中众多电阻性组件的温度系数为正。无桥升压功率因数校正器则通过减少转换器大电流路径上的串联半导体器件的数目来解决效率问题。

图4 颇具潜力的无桥PFC实现方案 (简化)

传统上，输入整流桥中的二极管和升压功率级的MOSFET开关或整流器二极管在任何时候都是二者共同传输电感电流。如图4所示，顾名思义，无桥PFC中没有输入桥。它的功能与升压电路的开关及整流器功能相结合，在这种解决方案中，大电感电流只流经功率因数校正器的输入AC源和DC输出电压之间的两个半导体器件。其明显优势是大电流路径上的压降减小， 从而效率得以提高。但由于这样一来半导体器件会更容易受到工业和乡村环境中常见的有害线路瞬变现象的影响，因此该拓扑也给设计人员带了一些挑战。另外，从控制点的角度来看，输入或输出电压的采样十分棘手，因为在无桥升压转换器中，这些电压不是以相同的接地面为参考的。在这种拓扑的某些变体结构中，升压开关的栅极驱动与控制器的输出信号之间连接时也会遇到类似的困难。在撰写本文时尚无专用于这种克服上述控制电路障碍之无桥PFC转换器的控制器。

所有电源工程师都明白，在提高效率方面，控制器能够做的就只有这么多。最终，转换器的效率取决于它的功率级设计，尤其是功率组件的特性。今天，PFC拥有5亿美元的市场潜力，年增长率预计达16%，超过了总体电源行业的平均增长率。因此，分立式半导体器件供应商对功率因数应用中的功率MOSFET及其相配的整流器二极管如此热衷关注，也是很顺理成章的事情。

类似于拓扑和控制器的发展历程，目前的解决方案中所用的功率半导体器件也远比20年前的产品优化程度更高。对功率MOSFET技术进行探研，可以发现这些器件在继续发展，致力于提供更低的RDSON 值和更好的品质因数 (Figure of Merit, FOM)。更高的单元密度可降低阻抗，使功率转换器的效率得以提高。经由减小MOSFET的电容，可以获得更快的开关速度和更低的开关损耗，而进一步的改进则集中在通过增强抗雪崩能力和防止dv/dt寄生感应导通来提高器件可靠性。

高压功率因数应用的升压整流器二极管也在经历相似的进步，设计人员可以在若干高性能超快速二极管系列中选择，最后使用SiC器件来获得最佳结果。对于这些器件，正向电压降和反向恢复特性是需要针对特定应用进行精心优化的主要参数。

自第一个功率因数校正器面世以来，器件技术和拓扑开发方面不断取得进步，使得PFC解决方案