你的位置:首頁(yè) > 電源管理 > 正文

新手不容忽視的無(wú)源PFC電路原理分析

發(fā)布時(shí)間:2015-10-12 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】作為一種比較基礎(chǔ)的PFC方式,剛剛開始接觸電路設(shè)計(jì)工作的新人工程師們還是有必要了解一下無(wú)源PFC電路工作原理知識(shí)的。在今天的文章中,我們將會(huì)就這種電路設(shè)計(jì)和工作運(yùn)行原理知識(shí),進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
 
無(wú)源PFC電路在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,由于其成本相對(duì)較低,因此曾經(jīng)一度得到了廣泛的應(yīng)用。不過(guò),這種PFC電路設(shè)計(jì)方式目前已經(jīng)逐漸開始被有源PFC電路所代替。盡管如此,作為一種比較基礎(chǔ)的PFC方式,剛剛開始接觸電路設(shè)計(jì)工作的新人工程師們還是有必要了解一下無(wú)源PFC電路工作原理知識(shí)的。在今天的文章中,我們將會(huì)就這種電路設(shè)計(jì)和工作運(yùn)行原理知識(shí),進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
 
所謂的無(wú)源PFC電路,顧名思義,就是在其電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中并不使用晶體管等有源電子元器件,換句話說(shuō),這種PFC電路是由二極管、電阻、電容和電感等無(wú)源元件組成。無(wú)源PFC電路有很多類型,其中比較簡(jiǎn)單的無(wú)源PFC電路由三只二極管和兩只電容組成,這種比較基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)圖如下圖圖1所示。
PFC方式
接下來(lái)我們就以圖1中所展示的無(wú)源PFC電路設(shè)計(jì)圖為例,來(lái)為大家介紹一下這種PFC電路工作運(yùn)行原理情況。從圖1中可以看到,當(dāng)50Hz的AC線路電壓按正弦規(guī)律,由0向峰值Vm變化的1/4周期內(nèi),該系統(tǒng)的橋式整流器中,二極管VD2和VD3導(dǎo)通,與之相對(duì)應(yīng)的是二極管VD1和VD4截止,此時(shí)電流對(duì)電容C1并經(jīng)二極管VD6對(duì)C2充電。當(dāng)VAC,瞬時(shí)值達(dá)到Vm,因C1=C2,故電容C1、C2上的電壓相同,均為二分之一Vm,當(dāng)AC線路電壓從峰值開始下降時(shí),電容C1通過(guò)負(fù)載和二極管VD5迅速放電,并且下降速率比AC電壓按正弦規(guī)律下降快得多,因此直到AC電壓瞬時(shí)值達(dá)到1/2Vm之前,二極管VD2和VD3一直導(dǎo)通。當(dāng)瞬時(shí)AC電壓幅值小于1/2Vm時(shí),電容C2通過(guò)VD7和負(fù)載放電。當(dāng)AC輸入電壓瞬時(shí)值低于電路的DC總線電壓時(shí),二極管VD2和VD3截止,此時(shí)AC電流不能通過(guò)整流二極管,于是IAC出現(xiàn)死區(qū)。在AC電壓的負(fù)半周開始后的一段時(shí)間內(nèi),VD1和VD4不會(huì)馬上導(dǎo)通。只有在AC瞬時(shí)電壓高于橋式整流輸出端的DC電壓時(shí),VD1和VD4才能因正向偏置而導(dǎo)通。一旦二極管VD1和VD4導(dǎo)通,電容C1和C2再次被充電,于是出現(xiàn)與正半周類似的情況,此時(shí)我們可以得到圖2所示的AC線路輸入電壓VAC和電流IAC波形。
 
從下圖圖2所提供的輸入電壓和電流波形圖中我們可以看出,采用無(wú)源PFC電路取代單只電容濾波,整流二極管導(dǎo)通角明顯增大,且這一二極管導(dǎo)通角度明顯大于120°,而AC輸入電流波形則會(huì)變得平滑一些。在選擇C1=C2=10μF/400V的情況下,線路功率因數(shù)可達(dá)0.92~0.94,三次電流諧波僅約12%,五次諧波約18%,總諧波失真THD約28~30%。
PFC方式
在對(duì)無(wú)源PFC電路工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析后我們可以看到,盡管這種低成本的PFC電路具有一定的優(yōu)勢(shì),但是其顯著缺點(diǎn)就是DC輸出電壓紋波較大,數(shù)值偏低,而且這種PFC的電流諧波成份不能完全達(dá)到低畸變要求,同時(shí)還會(huì)相應(yīng)的增大電路設(shè)計(jì)的難度。這也就是為什么近年來(lái)有源PFC設(shè)計(jì)越發(fā)占據(jù)優(yōu)勢(shì)的重要原因所在。
 
要采購(gòu)晶體么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉