單級(jí)功率因數(shù)校正開(kāi)關(guān)電源原理介紹
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時(shí)間：2011-12-11
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在升壓電感狀態(tài)，當(dāng)
時(shí)，T1相當(dāng)于一個(gè)升壓電感。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，T1初級(jí)繞組電感LP經(jīng)D5充電儲(chǔ)能；當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，D6導(dǎo)通，在LP中的儲(chǔ)能向C1放電，工作情況與一般升壓電感型單級(jí)PFC變換器相同。在此狀態(tài)下，平均輸入電流可表示為：
時(shí)，T1相當(dāng)于一個(gè)升壓電感。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，T1初級(jí)繞組電感LP經(jīng)D5充電儲(chǔ)能；當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，D6導(dǎo)通，在LP中的儲(chǔ)能向C1放電，工作情況與一般升壓電感型單級(jí)PFC變換器相同。在此狀態(tài)下，平均輸入電流可表示為：
（2）式中，D為開(kāi)關(guān)占空比，Ts為開(kāi)關(guān)周期。
從式（1）和（2）可知，在兩種工作狀態(tài)下，平均輸入電流均與輸入電壓成正比，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。C1上的電壓被鉗位在（Vin(peak)+n·Vo）電平上，通常不超過(guò)400V。此電路拓?fù)涞?a class="contentlabel" href="http://www.104case.com/news/listbylabel/label/功率">功率因數(shù)一般可達(dá)0.95以上，效率超過(guò)80%。
4、 基于：iW2202的數(shù)字單級(jí)PFC電路
圖7所示為基于數(shù)字控制器IW2202的單級(jí)PFC變換器電路。IW2202采用了脈沖串(pulseTainTM)專(zhuān)有技術(shù)和實(shí)時(shí)波形分析及智能跳越(SmartSkip)技術(shù)。IW2202集成了單級(jí)PFC變換器控制功能。
圖7所示的電路橋式整流后邊拓?fù)洌瑸镻FC升壓與反激式整流器相結(jié)合/能量?jī)?chǔ)存/DC-DC(Boost integrated with Flyback Rectifier/Energy Storage/DC-DC,簡(jiǎn)寫(xiě)為BIFRED)拓?fù)洌貌贿B續(xù)模式（DCM）升壓變換器實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。變壓器初級(jí)繞組(WP)串聯(lián)的儲(chǔ)能電容C1，用作驅(qū)動(dòng)反激式變換器。電路的工作原理如下：
當(dāng)開(kāi)關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)，來(lái)自AC線(xiàn)路的能量被儲(chǔ)存在升壓電感器L1中。與此同時(shí)，來(lái)自C1的能量被儲(chǔ)存在反激式變換器T1的初級(jí)繞組中。
當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，在T1初級(jí)儲(chǔ)存的能量傳送到輸出。同時(shí)，在升壓電感器L1中的能量傳輸?shù)诫娙軨1，對(duì)C1進(jìn)行充電。
在AC線(xiàn)路輸入的半周期內(nèi)，兩個(gè)電感器(L1和LP)儲(chǔ)存的能量平均值相等，從而上使C1上的電壓保持不變。用iw2202作為控制器，解決了儲(chǔ)能電容上電壓應(yīng)力過(guò)高的問(wèn)題。在通常情況下，C1上的電壓不會(huì)超過(guò)400V，從而C1可選用400V的標(biāo)準(zhǔn)電容器。基于iw2202的全數(shù)字SMPS，可以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)（即PF=1）和小于5%的總諧波失真（THD）。
5、 結(jié)束語(yǔ)
單級(jí)PFC變換器電路簡(jiǎn)單，但PFC和對(duì)輸入電流諧波抑制的效果不如兩級(jí)PFC變換器。基于全數(shù)字控制器iw2202的單級(jí)全數(shù)字PFC變換器，可以實(shí)現(xiàn)接近于1的功率因數(shù)，輸入電流達(dá)到低失真指標(biāo)，滿(mǎn)足IEC1000-3-2規(guī)定限值。
評(píng)論