PFC的設(shè)計(jì)

1、PFC的工作方式和作用
通過(guò)調(diào)制輸入電流跟隨輸入電壓，使電壓于電流的比值為一個(gè)常數(shù)：
??? V（t）/I（t）=R（正比）
?? 當(dāng)R為一常數(shù)時(shí)，電流輸入就表現(xiàn)為阻性負(fù)載，此時(shí)PF=1。
2、PF的定義
PF=P /（Vrms×Irms）或PF=Watts / VA? 或PF=cosθ
???? （P為實(shí)際輸入功率）
3、相移和諧波
相移描述的是有源PFC輸入阻抗的電抗特性，有源PFC的前饋信號(hào)和控制環(huán)路，如有相移則會(huì)使電流于電壓之間產(chǎn)生相移。AC線上的濾波器也會(huì)產(chǎn)生相移。
諧波描述的是有源PFC輸入阻抗的非線性特性。輸入阻抗跟隨輸入電壓以任何函數(shù)方式的變化均會(huì)引起諧波的產(chǎn)生，非線性越大，諧波分量越大。在有源PFC里，諧波主要由以下原因引起：前饋信號(hào)、反饋環(huán)、輸入電容、電感和輸入濾波器。相移和諧波不能用PF值直接表達(dá)，而是直接用它們的數(shù)量來(lái)表達(dá)，含3%的諧波PF值可達(dá)0.999，30%也可達(dá)0.95，25度的相移PF值可達(dá)0.90。
4、有源PFC的工作模式
峰值電流型：環(huán)路增益低、帶寬較寬，電流調(diào)制信號(hào)與輸入電流間的誤差大，不適于高性能的要求。
平均電流式：電流調(diào)制信號(hào)與輸入電流之間誤差小，相對(duì)容易穩(wěn)定。
5、 PFC各電壓、電流、功率波形圖
6、PFC控制電路
6、PFC控制電路
PFC電路的電流環(huán)路由整流后的輸入電壓和輸出電壓的誤差信號(hào)通過(guò)乘法器來(lái)控制。通過(guò)調(diào)節(jié)電流控制信號(hào)的平均幅度來(lái)控制輸出電壓。通過(guò)輸入電壓的波形來(lái)調(diào)節(jié)輸入電流的波形。
在與輸入電壓信號(hào)相乘之前，電壓誤差信號(hào)先除以平均輸入電壓（前饋電壓）的平方。
??? 作用：保證電壓環(huán)的增益為常數(shù)。
???? 注：電壓環(huán)帶寬過(guò)寬會(huì)使控制電路盡可能的保持輸出中壓的穩(wěn)定，而導(dǎo)致諧波失真加重。
由于電壓環(huán)的增益為常數(shù)，電壓環(huán)的誤差信號(hào)實(shí)際上就控制輸出功率。
???? 理由：如Vin???? 2Vin?????? Ⅰmo=Ve*（ 2Vin ）/ （2Va）2????? Ⅰin????????????????? 1 /2 Ⅰin，則2Vin*1/2Iin=Vin*Iin，功率不變，輸出中壓誤差信號(hào)就可以控制了輸出功率。
???? 作用：限制輸出電壓的誤差信號(hào)就可以限制住PFC的輸出功率。
7、設(shè)計(jì)過(guò)程
頻率設(shè)定
???? 頻率高：電感體積小，交叉失真小，損耗大，適用于中小功率。
???? 頻率低：電感體積大，交叉失真大，損耗小，適用于大功率。
電感設(shè)計(jì)
???? a、輸入的最大峰值電流在輸入電壓為低壓且為最大值時(shí)出現(xiàn)，
?????????? Iline（PK）=21/2*P/Vin（min）（? Vin（min）為有效值。）
???? b、電感紋波電流一般選擇為AC線最大峰值電流為20%。
??????? （不一定是最大的高頻紋波電流。）
???? c、占空比D=（V0-Vin）/V0（V0 為輸出電壓，Vin為峰值輸入電壓）
?????????? L=Vin*D/f* △Ⅰ?????????????
?????????? △Ⅰ=0.2Ⅰline（PK）=21/2*P/rin（min）×0.2
???? d、電感的峰值電流為線峰值電流加上高頻紋波電流的一半。
?????????? Ⅰ（LPK）=Ⅰline（PK）+1/2△Ⅰ
輸出電容
??? a、考慮因素：高頻紋波電流、二次諧波紋波電流，輸出直流電壓、紋波電壓、保持時(shí)間。
??? b、承受的紋波電流主要由溫升決定，包括高頻電流的溫升和低頻紋波電流的溫升。
??? c、如需保持時(shí)間，則C0=2Pont△t/（ V02- V0（min）2）
續(xù)流二極管
??? a、必須能承受電感的最大峰值電流
??? b、至少能承受輸出電壓的反壓
??? c、速度盡量快（反向恢復(fù)時(shí)間盡量短），慢則開(kāi)關(guān)損耗大。