单相Boost型功率因数校正电路软开关技术综述

电路优点在于主开关S1实现了ZVS开通，辅助开关S2实现了ZV．ZCS关断，二极管D1的反向恢复得到抑制，以上几点都可以显著提高电路效率。电路不足之处是辅助开关硬开通，主开关电流应力比较大。

图9所示电路结构与电路的工作方式比较特殊。主开关S1关断后，其寄生电容被恒流充电至输出电压Vo，为辅助开关S2提供ZV―ZCS关断，此时二极管D。及D4导通；开关S2关断后，电感L与开关S2寄生电容发生谐振至开关S2两端电压等于Vo，二极管D3导通；当流过电感L的电流减少至零时，电感L与开关S1、S2的寄生电容谐振，谐振结束时，开关S1和S2两端电压与流过两开关的电流均为零，开关S1和S2实现了ZV-ZCS开通。

此电路的优点是开关S1、S2实现ZV-ZCS开通，开关S1实现了ZVS关断，二极管的反向恢复得到抑制，开关电压电流应力较小，电路结构简单。不足之处是电感L始终有电流流过，导致电流中环流较大，会增大通态损耗。

3 零电流开关(ZCS)PWM功率因数校正电路
ZCS工作方式是指利用谐振现象及有关器件的箝位作用，使开关变换器中开关管电流在开启或关断过程中维持为零。

从图10电路及波形图可以看出，主开关S1首先开通，通过开关S1的电流逐渐增加至输入电流值，此时二极管D1、D2关断，电容Cr反向充电至Vo；辅助开关S2开通后，电容Cr与Lr2谐振，当电容Cr两端电压降至零时，二极管D1导通，电容Cr与电感Lrl、Lr2谐振至开关S1、S2反并二极管开通，两开关实现ZCS关断。

此电路的优点在于开关S1、S2均实现了ZCS关断，两个二极管的反向恢复得到抑制；不足之处是两开关硬开通，电容Cr与电感Lr2电容Cr与电感Lr1、Lr2的谐振回路要通过输出端，会增大输出端的电压波动。

图11电路是对图10电路进行了改进，改进后的电路工作方式及波形与图10电路基本一致。图11的电路将二极管两端并联的电容改为与开关S2和电感Lr2并联，这样，谐振回路就不会包含输出端，不会引起输出端电压的波动。其不足之处仍在于两开关硬开关开通。

图12电路与以上两电路的最大区别在于实现了一个开关的ZVS开通。如波形图所示，主开关S1开通，感Ls抑制了二极管D的反向恢复，电感Ls与电容Cr谐振，开关S2反并二极管开通，为开关S2提供ZVS开通；电容Cc与电感Ls继续谐振，流过电容Cc的电流反向时，开关S1反并二极管开通，实现ZCS关断。

此电路的优点是主开关S1实现了ZCS关断，辅助开关S2实现了ZVS开通，因此，此电路又称为ZV-ZCS电路。电路的不足之处在于辅助开关S2的硬关断。

4 零电流转换(ZCT)PWM功率因数校正电路
图13电路为传统的零电流转换功率因数校正电路。如图13所示，辅助开关S2开通时，电容Cr与电感Lr谐振，主开关S1反并二极管导通，实现ZCS关断；开关S1反并二极管关断后，开关S2关断，二极管D1开通，为电感Lr提供能量释放回路。

此电路的优点是实现了主开关S1的ZCS关断，电路结构简单。不足之处是，辅助开关硬开关开通关断，二极管的反向恢复没有得到抑制，主开关电流应力较大。

图14电路对传统的ZCT―PWM功率因数校正电路进行了改进。如图14波形图所示，开关S2开通时，电容Cr、电感Lr谐振，流过二极管D1的电流逐渐减小到零，其反向恢复得到抑制；谐振电流换向后，开关S2反并二极管导通，实现ZCS关断；开关S2开通后，电容Cr与电感lr谐振，开关S1反并二极管导通，实现ZCS关断。

此电路的优点是实现了开关S1、S2的ZCS关断，二极管的反向恢复得到抑制；不足之处是辅助开关在一个开关周期有两次开关过程，电路工作方式中谐振较多，都会增大电路的损耗。

5 有源箝位功率因数校正电路
在Boost PFC变换器中，为了抑制二极管的反向恢复，在主开关和Boost二极管之间串联一个谐振电感可以有效地抑制二极管的反向恢复，但是当主开关关断时，谐振电感会在开关上产生很大的电压应力，为了保证电路的安全运行，需要有一个箝位电路来箝位电压。

在图15电路中，如波形图所示，主开关Sl关断后，两端电压逐渐上升至箝位电压Vo+Vcc；辅助开关S2寄生二极管开通，电感Lr与电容Cc谐振，开关S2实现ZCS开通；开关S2关断后，二极管Db开通，电感Lr与开关S1寄生电容谐振至开关S1寄生二极管开通，开关S1一实现ZVS开通。电路增加二极管Dc是为了消除二极管Db结电容与电感Lr的谐振。

电路的优点是实现了，主开关与辅助开关的zvs开通，二极管Db的反向恢复得到抑制；不足之处是开关S1、S2都是硬关断。

复合有源箝位功率因数校正电路对有源箝位功率因数校正电路的改进主要体现在电路拓扑和控制时序两个方面：将二极管D2放在箝位电路外以消除二极管D2结电容与电感Lr的寄生振荡；如图16所示时序可以保证开关S1、S2与二极管D2在任一时刻只有两个器件导通，另一个器件被箝位在Vo+Vcco主开关S1关断后，电感Lr与开关S2寄生电容谐振使寄生二极管导通实现ZVS开通；开关S2关断后，电感Lr与开关S1、S2寄生电容谐振使开关S1寄生二极管导通实现ZVS开通。