(3)有源PFC技术分类
从不同的角度看,有源功率因数校正技术有多种分类方法。从电网供电方式可分为单相PFC电路和三相PFC电路。
从软开关特性来划分,有源PFC可分为两类:零电流开关PFC技术。零电压开关PFC,技术。按实现软开关的具体方法还可以进一步划分:并联谐振型、串联谐振型以及准谐振型。
从控制方法来分,有源功率因数校正可以采用脉宽调制(PWM)、频率调制(FM)、单环电压反馈控制、双环电流模式控制、数字控制、滑模控制以及单周期控制以及其他各种控制方法。
从拓扑结构上划分,有源功率因数校正电路可分为预调整器型PFC以及单级组合PFC,变换器两种形式,后者被认为是较理想的有源功率因数校正电路结构。
一般认为有两种基本的有源PFC技术,一种是变换器工作在连续导电模式的”乘法器”型;另一种是变换器工作在不连续导电模式的”电压跟随器&型”实际上还有磁放大PFC,技术、三电平PFC,技术和不连续电容电压模式(DCVM)PFC技术等。
有源功率因数校正(ActivePowerFactorCorrection,APFC)技术是直接采用有源开关或AC/DC变换技术,使输入电流成为和电网电压同相位的正弦波。在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器,应用电流反馈技术,使输入端电流ii波形跟踪交流输入正弦电压波形,使电网输入端的电流波形逼近正弦波,并与输入的电网电压同相位。主要优点是:可得到较高的功率因数,总谐波畸变THD小,可在较宽输入电压范围和宽带下工作,体积、重量小,输出电压也可保持恒定。主要缺点是:电路复杂,MTBF(平均无故障时间)下降,成本较高,效率会有所降低等。有源功率因数校正技术已广泛应用AC/DC开关电源,交流不间断电源(UPS)等领域。
①按有源功率因数校正拓扑分类
a.降压式。因噪声大,滤波困难,功率开关管上电压应力大,控制驱动电平浮动,很少被采用。
b.升/降压式。须用两个功率开关管,有一个功率开关管的驱动控制信号浮动,电路复杂,较少采用。
c.反激式。输出与输入隔离,输出电压可以任意选择,采用简单电压型控制,适用于150W以下功率的应用场合。
d.升压式(Boost)。简单电流型控制,PF值高,总谐波失真(THD)小,效率高,但是输出电压高于输入电压。适用于75~2000W功率范围的应用场合,应用最为广泛。它具有以下优点:电路中的电感L适用于电流型控制,由于升压型APFC的预调整作用在输出电容器C上保持高电压,所以电容器C体积小、储能大,在整个交流输入电压变化范围内能保持很高的功率因数,当输入电流连续时,易于EMI滤波,升压电感L能阻止快速的电压、电流瞬变,提高了电路工作可靠性。
②按输入电流的控制原理分类
a.平均电流型。工作频率固定,输入电流连续(CCM),波形图如图1-10(a)所示。TI公司的UC3854就工作在平均电流控制方式。
图1-10波形图