PFC 以及 CRM PFC 工作原理

大家好 我是 TI 的 AC-DC 产品线 应用工程师黄文斌 今天我给大家介绍的议题是 Super power your transition mode PFC 中文翻译为为你的临界模式 PFC 提供超强动力 接下来我们开始第一部分的讲解 这一部分主要介绍 PFC 以及临界模式 CRM 的工作原理 上图是单向 Boost 电路的一个示意图 可以看到输入电压经过 电容和电感组成的 EMI 波器 最后通过整流桥变成单向的馒头波 再经过 PFC 电感和 PFC MOS 管 最后到达 PFC 母线电容 为后级的 DC-DC 提供稳定的输出电压 从示意图上可以看到 PFC 控制器的作用 是通过控制 PFC 电路的 MOS 的 开通和关断 从而一方面为后级提供稳定的电压 一方面保证输入电流能够跟踪输入电压 减小谐波对电网的影响 这其中 PFC 三个字母代表 电源功率因数校正 电源功率因数校正 PFC 的目的就是强制 让输入电流跟踪输入电压 这样可以保证任何电源都像一个电阻 PFC 应用于前端设备 需要直接连接到公共电网的场合 一般的通用的输入电压范围 为 85 伏到 264 伏 电网的频率为 50 赫兹或者 60 赫兹 一般 PFC 固定输出电压的 直流电压在 400V 左右 那么我想请问一下大家 对 PFC 这一级来说 最重要的因素是什么 下面是四个选项 A 是低待机功耗和优秀的轻载效率 B 是低的 THD 和高的功率因数 C 是低的整体系统成本 D 是容易使用 我们新的 PFC 控制器 UCC28056 和 UCC28064 是解决了上面所有这些问题 接下来简单介绍临界模式的 PFC 的工作方式 左边的图展示的是一个理想的 临界模式 Boost 在一个开关周期的工作方式 从左上图可以看到 当 MOS 管开通的时候 输入电压通过整流桥整流之后 直接加在电感两端 电感电流在 MOS 管开通阶段线性上升 这个右上图可以看到 当 MOS 管关断的时候 电感电流放电 这个时候 PFC 的二极管导通 因此叠加在 PFC 电感两端电压 为输出电压减去输入电压 当 PFC 电感过零时又开始触发驱动 另一个周期就开始了 下面这张图显示的是临界模式下 在半个工频周期内 电感电流和驱动的示意图 在真实的应用中 因为开关频率远远高于图中所示 因此整个电感电流的包络线 呈一个标准的馒头波 从这张图可以看出 电感电流的峰值 为输入电压乘以导通时间 输入电压乘以导通时间除以电感 因此这个时候电感电流的平均值 是 1/2 的峰值电流 由于 Ton 是由输出电压环控制 在半个周期内 Ton 几乎是不变的 因此电感电流平均值 与输入电压成正比的关系 这样就可以得到较好的功率因数校正 这部分就介绍到这 谢谢大家