什么是PFC？

從本文開始將介紹在實(shí)際應(yīng)用電路中二極管和晶體管的特性和性能不同會(huì)帶來什么樣的差異、使用上有什么區(qū)分。首先以PFC（功率因數(shù)改善）為例開始，有些電子設(shè)備是必須配備PFC的，所以此次先稍微介紹一下PFC。

什么是PFC

PFC（功率因數(shù)改善）是指改善功率因數(shù)，并使功率因數(shù)接近1。這是通過使功率因數(shù)角（相位角）接近0°，從而減小電壓與電流的相位差，使視在功率接近有功功率。同時(shí)抑制諧波電流。諧波抑制在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2中已經(jīng)分類限值并規(guī)定了最大容許諧波電流，相應(yīng)的電子設(shè)備基本上都配備PFC。

單級(jí)PFC與交錯(cuò)式PFC

PFC的基本工作是使電感電流呈三角波狀，并控制電流使其平均值為正弦波，從而校正電壓和電流的相位差。下面是以單級(jí)和交錯(cuò)式為例的PFC基本電路。

顧名思義，單級(jí)PFC由1組開關(guān)（晶體管）、二極管、電感構(gòu)成，而交錯(cuò)式PFC由2組構(gòu)成，開關(guān)以180°相位差進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。所以，單級(jí)PFC的電感電流因ON/OFF而呈單一的三角波狀，而交錯(cuò)式PFC則三角波重疊。其結(jié)果是紋波電流減小，有效頻率翻倍。右圖是每個(gè)電感的電流波形和交錯(cuò)式PFC的電流波形示意圖。

交錯(cuò)式使用2組開關(guān)，因此開關(guān)損耗分散，每個(gè)開關(guān)上的負(fù)載減輕，使熱設(shè)計(jì)更容易。另外，紋波電流更小，有效頻率更高，從而有助于減小濾波器尺寸。這與DC/DC轉(zhuǎn)換器的雙相驅(qū)動(dòng)原理相同。

臨界模式（BCM）與連續(xù)模式（CCM）

PFC的控制一般采用兩種模式，一種是在電流為零的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行開關(guān)的電流臨界模式（BCM：Boundary Current Mode），一種是在電感連續(xù)流過電流的狀態(tài)下使用的電流連續(xù)模式（CCM：Continuous Current Mode）。

BCM是在二極管電流變?yōu)榱愕臅r(shí)間點(diǎn)開關(guān)導(dǎo)通，所以二極管中不會(huì)流過反向恢復(fù)電流。但是，電流從零到最大值變化較大，所以電感和二極管的峰值電流將增加。而CCM的特征是在二極管中有電流流動(dòng)的狀態(tài)下開關(guān)導(dǎo)通并強(qiáng)制關(guān)斷二極管，所以會(huì)流過較大的反向恢復(fù)電流，并產(chǎn)生開關(guān)噪聲。但連續(xù)流動(dòng)的電感電流幾乎為直流，紋波也很小。

方式不同，輸出功率也不同

上述單級(jí)方式和交錯(cuò)方式、BCM控制和CCM控制的不同表現(xiàn)為輸出功率和峰值電流特性的不同。一般輸出功率較大的電路中多使用交錯(cuò)式PFC及CCM控制。下圖為比較示例。

審核編輯：湯梓紅