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pfc电路图及其原理,典型PFC电路-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2025-02-20 

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pfc电路图及其原理,典型PFC电路-KIA MOS管


pfc电路原理详解

PFC电路(Power Factor Correction,功率因数校正电路)的主要功能是提高电力系统的功率因数,减少谐波含量,从而降低电磁干扰和电磁兼容问题。


PFC电路是对输入电流的波形进行控制,使其与输入电压波形同步,提高功率因数,减少谐波含量,是能够解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰(EMl)和电磁兼容(EMC)问题。功率因数是指有功功率与视在功率(总耗电量)的比值。当功率因数越大,电力利用率越高。


PFC电路图主要包括:

1.整流桥:将交流电转换为脉动的直流电。

2.滤波电容:对脉动直流电进行滤波,减少电压波动。

3.Boost电路:由电感、开关管(如MOSFET)、二极管和输出电容组成。开关管在控制信号的作用下周期性开关,实现电压升压和功率因数校正。

4.控制部分:包括电压误差放大器、乘法器、电流误差放大器、PWM控制器等,用于监测输入电压和电流,计算功率因数,并调整开关管的状态,使输出电流与输入电压同步。


PFC电路的工作原理:

1.电压和电流检测:检测输入电压和电流,送入控制部分。

2.计算功率因数:根据检测到的电压和电流,计算当前的功率因数。

3.调整电流相位:控制部分根据计算得到的功率因数,调整开关管的状态,改变输出电流的相位,使其与输入电压同步。

4.稳定输出电压:监测输出电压,保持其稳定。这通常通过电压环和电流环的双闭环控制方式实现。


PFC电路图

PFC有被动式PFC(无源PFC)以及主动式PFC(有源式PFC)。

pfc电路图,原理

被动式PFC有两种类型:一种是电感补偿式,在整流桥堆和滤波电容之间加入一个电感(适当选取电感量),其工作原理是利用电感减小交流输入的基波电流与电压的相位差,从而提高功率因数;另一种是填谷电路式,其工作原理是利用整流桥后面的填谷电路来增大整流管的导通角,通过填平谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,该电路与电感补偿式相比,具有电路简单的优点,功率因数补偿效果好。


主动式PFC由电感电容及其元器件组成,通过专用的IC去调整电流波形,对电流电压间的相位差进行补偿,主动式PFC可用作辅助电源,而且其输出直流电压纹波很小。


典型的PFC电路:

pfc电路图,原理

主动式PFC电路通常使用两个功率MOSFET开关管。这些开关管一般都会安置在一次侧的散热片上。为了易于理解,我们用在字母标记了每一颗MOSFET开关管:S表示源极(Source)、D表示漏极(Drain)、G表示栅极(Gate)。


PFC二极管是一颗功率二极管,通常采用的是和功率晶体管类似的封装技术,两者长的很像,同样被安置在一次侧的散热片上,不过PFC二极管只有两根针脚。


PFC电路中的电感是电源中最大的电感;一次侧的滤波电容是主动式PFC电源一次侧部分最大的电解电容。图16中的电阻器是一颗NTC热敏电阻,可以更加温度的变化而改变电阻值,和二级EMI的NTC热敏电阻起相同的作用。


主动式PFC控制电路通常基于一颗IC整合电路,有时候这种整合电路同时会负责控制PWM电路(用于控制开关管的闭合)。这种整合电路通常被称为 “PFC/PWM combo”.


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