pfc電路圖及其原理,典型PFC電路-KIA MOS管

pfc電路原理詳解

PFC電路（Power Factor Correction,功率因數(shù)校正電路）的主要功能是提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少諧波含量，從而降低電磁干擾和電磁兼容問題。

PFC電路是對輸入電流的波形進(jìn)行控制，使其與輸入電壓波形同步，提高功率因數(shù)，減少諧波含量，是能夠解決因容性負(fù)載導(dǎo)致電流波形嚴(yán)重畸變而產(chǎn)生的電磁干擾(EMl)和電磁兼容(EMC)問題。功率因數(shù)是指有功功率與視在功率（總耗電量）的比值。當(dāng)功率因數(shù)越大，電力利用率越高。

PFC電路圖主要包括：

1.整流橋：將交流電轉(zhuǎn)換為脈動的直流電。

2.濾波電容：對脈動直流電進(jìn)行濾波，減少電壓波動。

3.Boost電路：由電感、開關(guān)管（如MOSFET）、二極管和輸出電容組成。開關(guān)管在控制信號的作用下周期性開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電壓升壓和功率因數(shù)校正。

4.控制部分：包括電壓誤差放大器、乘法器、電流誤差放大器、PWM控制器等，用于監(jiān)測輸入電壓和電流，計(jì)算功率因數(shù)，并調(diào)整開關(guān)管的狀態(tài)，使輸出電流與輸入電壓同步。

PFC電路的工作原理：

1.電壓和電流檢測：檢測輸入電壓和電流，送入控制部分。

2.計(jì)算功率因數(shù)：根據(jù)檢測到的電壓和電流，計(jì)算當(dāng)前的功率因數(shù)。

3.調(diào)整電流相位：控制部分根據(jù)計(jì)算得到的功率因數(shù)，調(diào)整開關(guān)管的狀態(tài)，改變輸出電流的相位，使其與輸入電壓同步。

4.穩(wěn)定輸出電壓：監(jiān)測輸出電壓，保持其穩(wěn)定。這通常通過電壓環(huán)和電流環(huán)的雙閉環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)。

PFC電路圖

PFC有被動式PFC（無源PFC）以及主動式PFC(有源式PFC)。

被動式PFC有兩種類型：一種是電感補(bǔ)償式，在整流橋堆和濾波電容之間加入一個電感（適當(dāng)選取電感量），其工作原理是利用電感減小交流輸入的基波電流與電壓的相位差，從而提高功率因數(shù)；另一種是填谷電路式，其工作原理是利用整流橋后面的填谷電路來增大整流管的導(dǎo)通角，通過填平谷點(diǎn)，使輸入電流從尖峰脈沖變?yōu)榻咏谡也ǖ牟ㄐ?，該電路與電感補(bǔ)償式相比，具有電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，功率因數(shù)補(bǔ)償效果好。

主動式PFC由電感電容及其元器件組成，通過專用的IC去調(diào)整電流波形，對電流電壓間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償，主動式PFC可用作輔助電源，而且其輸出直流電壓紋波很小。

典型的PFC電路：

主動式PFC電路通常使用兩個功率MOSFET開關(guān)管。這些開關(guān)管一般都會安置在一次側(cè)的散熱片上。為了易于理解，我們用在字母標(biāo)記了每一顆MOSFET開關(guān)管：S表示源極（Source）、D表示漏極（Drain）、G表示柵極（Gate）。

PFC二極管是一顆功率二極管，通常采用的是和功率晶體管類似的封裝技術(shù)，兩者長的很像，同樣被安置在一次側(cè)的散熱片上，不過PFC二極管只有兩根針腳。

PFC電路中的電感是電源中最大的電感；一次側(cè)的濾波電容是主動式PFC電源一次側(cè)部分最大的電解電容。圖16中的電阻器是一顆NTC熱敏電阻，可以更加溫度的變化而改變電阻值，和二級EMI的NTC熱敏電阻起相同的作用。

主動式PFC控制電路通常基于一顆IC整合電路，有時候這種整合電路同時會負(fù)責(zé)控制PWM電路（用于控制開關(guān)管的閉合）。這種整合電路通常被稱為 “PFC/PWM combo”.

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