對(duì)于輸入功率大于或等于75瓦的電源來(lái)說(shuō),通常需要使用功率因數(shù)校正 (PFC)。功率因數(shù)校正可強(qiáng)制輸入電流隨輸入電壓的變化而發(fā)生變化,這樣的話,任何電氣負(fù)載對(duì)于為其供電的電壓源來(lái)說(shuō)都表現(xiàn)為一個(gè)電阻。這一點(diǎn)對(duì)于很多服務(wù)器、電信和工業(yè)應(yīng)用是必須滿足的要求。在這些應(yīng)用中,對(duì)于能效和電能質(zhì)量的要求已經(jīng)變得越來(lái)越嚴(yán)格。評(píng)判PFC性能的最重要標(biāo)準(zhǔn)是效率,總諧波失真 (THD),和功率因數(shù) (PF)。借助于全新半導(dǎo)體器件和控制方法,最新式的PFC電路已經(jīng)在中度和重度負(fù)載情況下實(shí)現(xiàn)了極佳性能。然而,在輕負(fù)載條件下,效率,THD和PF性能嚴(yán)重降低。
圖表1中顯示的是一個(gè)典型PFC效率曲線。需要注意的是,輕負(fù)載時(shí)效率變得越來(lái)越低。這是因?yàn)樵谳p負(fù)載時(shí),半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)損耗、驅(qū)動(dòng)損耗和反向恢復(fù)損耗成為影響效率的主要因素。同時(shí),PFC有可能從連續(xù)傳導(dǎo)模式 (CCM) 轉(zhuǎn)換為斷續(xù)傳導(dǎo)模式 (DCM),這一轉(zhuǎn)換使得轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)性能突然發(fā)生變化 ,并且電流環(huán)帶寬大大減少。減小的電流反饋信號(hào)也使得對(duì)電路的控制變得十分困難。因此,電流波形的THD增加(圖表2)。本文提出一個(gè)在PFC進(jìn)入輕負(fù)載條件下時(shí)增加效率并減少THD的全新方法。在這一方法中,當(dāng)負(fù)載被減少到小于預(yù)定的閥值時(shí),PFC進(jìn)入一個(gè)特殊的突發(fā)模式。在這個(gè)模式下,根據(jù)負(fù)載的大小,PFC會(huì)跳過(guò)一個(gè)或多個(gè)交流周期。換句話說(shuō),PFC會(huì)在一個(gè)或多個(gè)交流周期內(nèi)關(guān)閉,而在下一個(gè)交流周期到來(lái)時(shí)重新打開(kāi)。打開(kāi)/關(guān)閉情況出現(xiàn)在交流零交叉點(diǎn)上,這樣的話就跳過(guò)了整個(gè)交流周期。此外,由于PFC打開(kāi)/關(guān)閉出現(xiàn)在電流為零的時(shí)候,所以產(chǎn)生的應(yīng)力和電磁干擾 (EMI) 噪聲會(huì)更小。這一點(diǎn)與傳統(tǒng)脈寬調(diào)制 (PWM) 脈沖跳躍突發(fā)模式不同;在這種模式下,PWM脈沖被隨機(jī)跳過(guò)。
將被跳過(guò)的交流周期數(shù)量與負(fù)載成反比。如果負(fù)載持續(xù)減少到閥值以下,將會(huì)有更多的交流周期被跳過(guò)。
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PFC
+關(guān)注
關(guān)注
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