开关电源转换器有源功率因数校正技术

2020-05-18      995 次浏览

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,至少要两个主开关管和两套控制驱动电路。关于小功率开关电源,采用两级主电路结构,总体效率较低、成本较高。


假如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(Sing1eSwitchSing1eStage,S4)转换器,即S4pFC转换器。例如,一种隔离式S4pFCAC/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,假如加有源钳位或其他软开关技术,还要一个辅助开关管,称为单级(Sing1eStage,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·150kHz,效率86.5%,功率因数0.98,THD13%,输入/输出电压分别为110VAC和280VDC。


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