无桥PFC
无桥PFC电路说明
无桥P F C电路说明文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-氮化镓 (GaN)技术由于其出色的开关特性和不断提升的品质，近期逐渐得到了电力转换应用的青睐。
具有低寄生电容和零反向恢复的安全GaN可实现更高的开关频率和效率，从而为全新应用和拓扑选项打开了大门。
连续传导模式 (CCM)图腾柱PFC就是一个得益于GaN优点的拓扑。
与通常使用的双升压无桥PFC拓扑相比，CCM图腾柱无桥PFC能够使半导体开关和升压电感器的数量减半，同时又能将峰值效率推升到95%以上。
本文分析了AC交叉区域内出现电流尖峰的根本原因，并给出了相应的解决方案。
一个750W图腾柱PFC原型机被构造成具有集成栅极驱动器的安全GaN，并且展示出性能方面的提升。
关键字—GaN；PFC；图腾柱；数字控制I.?简介当按下智能手机上的一个按钮时，这个手机会触发一个巨大的通信网络，并且连接到数千英里之外的数据中心。
承载通信数据时的功耗是不可见的，而又大大超过了人们的想象。
世界信息通信技术 (ICT) 生态系统的总体功耗正在接近全球发电量的10% [1]。
单单一个数据中心，比如说位于北卡罗来纳州的脸谱公司的数据中心，耗电量即达到40MW。
另外还有两个位于美国内华达州和中国重庆的200MW数据中心正在建设当中。
随着数据存储和通信网络的快速增长，持续运行电力系统的效率变得越来越重要。
现在比以前任何时候都需要对效率进行空前的改进与提升。
几乎所有ICT生态系统的能耗都转换自AC。
AC输入首先被整流，然后被升压至一个预稳压电平。
下游的DC/DC转换器将电压转换为一个隔离式48V或24V电压，作为电信无线系统的电源，以及存储器和处理器的内核电压。
随着MOSFET技术的兴起和发展，电力转换效率在过去三十年间得到大幅提升。
自2007年生效以来，Energy Star（能源之星）80 PLUS效率评价技术规范 [2] 将针对AC/DC整流器的效率等级从黄金级增加到更高的白金级，并且不断提高到钛金级。
浅析6种无桥PFC电路的区别
浅析6种无桥PFC电路的区别
PFC是一种解决传统AC整流电路引起的电网污染问题的电路。
常规整流滤波电路的整流桥只有在输入正弦波电压接近峰值时才会导通，因此导致了输入电流程严重非正弦性，导致输入产生了大量谐波电流成份，降低了电网的利用率同时有潜在的干扰其他电器的可能。
PFC电路通过对输入AC电流进行’整形’，使输入电流为近似和输入电压同相位的正弦波，达到了输入功率接近1的可能。
常用的PFC电路均为Boost升压拓扑，根据Boost拓扑在不同工作模式(DCM\BCM\CCM)下的特性不同，控制方法可以分为3种。
BCM和CCM采用的较多，BCM为变频控制，可以实现零电压开启(降低开通损耗)，但是较高的开关管有效电流限制了它只能在中小功率的场合，大功率场合是CCM 的天下。
对于CCM的PFC，主要问题是二极管的反向恢复问题，在反向恢复期间产生的大反向电流会产生额外的损耗还有潜在干扰电路的风险。
具体可以通过增加RC电路(有损)或者ZVT技术(无损，但是比较复杂)进行解决，这里暂时不进行讨论。
由于PFC通常被设计成宽电压输入模式(85-265V输入)，在低输入电压时输入电流会比较大，当输出功率比较大时，各功率器件尤其是输入整流桥的电流压力和散热压力尤为明显。
如下图：
当开关管开通时，电流会经过2个低速整流二极管，1个mos管，当开关管关闭的时候，电流会经过2个低速整流管和1个快恢复二极管。
对于110V情况下输出1500W的PFC来说，整流桥损耗可达30W左右，。
5种无桥PFC
这里有六种无桥PFC,分别是:标准无桥PFC这种PFC在正负半周的时候, 两个管子一个续流一个充当高频开关这种拓扑的优点是使用功率元件比较少, 两个管子可以一起驱动, 这简化了驱动电路的设计, 同时让直接使用传统APFC的控制芯片成为可能.但它同时存在几个问题, 电流流向复杂而且不共地, 电流采样困难, 有较大的共模干扰因此输入滤波器要仔细设计针对头一个问题, ST公司和IR公司的一些应用文档中已经比较详细的介绍了两种比较可行的采用互感器的方法双Boost无桥PFC这种拓扑由标准无桥PFC改良而来, 增加了D3和D4作为低频电流的回路, S1和S2只作为高频开关而不参与低频续流同标准无桥PFC, S1和S2能同时驱动, 而在两个低频二极管D3和D4之后插入取样电阻又可以像普通PFC简单地传感电流同时这种拓扑具有更低的工模电流但是这种拓扑必须使用两个电感, 电流流向有不确定性, 低频二极管和mos的体二极管可能同时导通, 增加了不稳定因素双向开关无桥PFCS1和S2组成了双向开关, 他们可以同时驱动, 采用电流互感器可以很容易的检测电流, D1和D3为超快恢复二极管, D2和D4可以采用低频二极管缺点在于整个电路的电势相对于大地都在剧烈变化, 会产生比标准无桥PFC更严重的EMC问题, 输出电压无法直接采样, 需要隔离采样(使用光耦, 但是会增加复杂度)图腾柱PFC由标准无桥PFC演化而来, 但是原理稍微改变D1和D2为低频二极管, S1和S2的体二极管提供高频整流开关作用这种电路具有较低的EMI, 使用元件较少, 设计可以很紧凑但是S1和S2需要使用不同的驱动信号, 工频周期不同信号也不一样, 增加了控制的复杂性, S2不容易驱动(可以尝试IR2110等自举驱动芯片)S1和S2如果采用mos, mos的体二极管恢复较慢(通常数百ns)会产生较大的电流倒灌脉冲, 引起很大的损耗, 足以抵消无桥低损耗的优势S1和S2如果采用IGBT, 虽然其体二极管的性能没问题, 但是其导通压降比较大, 也会产生很高的损耗, 尤其是在低电压输入的情况下现在有一些国外公司在研制GaN和SiC高性能开关管, 开关速度极快, 没有体二极管反向恢复问题, 这些技术尚在研发中, 现在是在市场上见不到这些产品的. 如果未来这些高性能器件能大规模普及,图腾柱PFC将有机会成为最流行最高效的PFC拓扑假图腾柱PFC在图腾柱PFC基础上演化而来D2和D4代替了原来S1和S2内部的体二极管的续流作用控制方式和图腾柱PFC完全相同这种拓扑需要两个电感, 利用率不高, 体积较大, S2极难驱动这种拓扑只能算在高性能开关器件诞生前的一种这种方案介绍了这六种PFC, 每一时刻电流只通过两个功率开关器件, 比传统PFC的三个少, 在不使用软开关和交错技术的情况下, 理论上这些拓扑的损耗几乎相差无几, 都比传统PFC高剩下的主要就从EMC和易于实现的角度考虑了。
无桥pfc恒流工作
无桥pfc恒流工作
PFC（功率因数校正）是一种用于改善电气设备的功率因数的技术。
无桥PFC（无桥整流功率因数校正）是一种特定的PFC技术，
它通过使用无桥整流电路来实现功率因数校正。
无桥PFC通常应用
于交流-直流变换器中，以提高系统的功率因数和效率。
无桥PFC工作的原理是利用电容器和电感器来调整电流和电压
的相位，以使电路中的功率因数接近1。
这样可以减少电网对于设
备的负载，减少能耗浪费，并且有助于减少对电网的干扰。
在无桥PFC中，电流的控制是通过调整开关管的导通角度来实
现的。
通过精确控制开关管的导通时间，可以实现对电流波形的调整，从而实现功率因数校正。
无桥PFC技术的优点包括提高系统的功率因数，减少谐波干扰，提高电网利用率，降低能耗成本，延长设备寿命等。
然而，无桥
PFC技术也面临着成本较高、设计复杂、对元器件要求高等挑战。
总的来说，无桥PFC技术是一种重要的功率因数校正技术，通
过调整电流和电压的相位来改善电气设备的功率因数，从而提高系
统的效率和稳定性。
通过合理的设计和应用，可以实现节能减排、提高设备性能的目的。
无桥pfc电路工作原理详解
无桥pfc电路工作原理详解
嘿！今天咱们来好好聊聊无桥PFC 电路工作原理这个超级重要的话题呀！
哎呀呀，你知道吗？无桥PFC 电路在电力电子领域那可是有着相当关键的地位呢！它能大大提高电能的利用效率，让咱们的电器设备运行得更稳定、更节能！
那这无桥PFC 电路到底是怎么工作的呢？哇！其实呀，它通过一系列巧妙的电子元件组合和控制策略来实现功率因数校正的哟！
在传统的PFC 电路中，存在着一些能量损耗的问题，而无桥PFC 电路可就厉害了呀！它巧妙地减少了导通路径上的二极管数量，从而降低了导通损耗呢！
比如说，在正半周时，电流会按照特定的路径流动，嘿，这时候一些关键的元件就开始发挥作用啦！而到了负半周，又会有不同的元件参与进来，共同保证电路的高效运行呀！
你可能会问，那它具体是怎么控制电流和电压的呢？哎呀呀，这就涉及到复杂的控制算法和反馈机制啦！通过对输入电流和电压的实时监测，然后快速调整电路中的开关状态，从而达到理想的功率因数校正效果呢！
无桥PFC 电路的优点可不止降低损耗这么简单哟！它还能减少电磁干扰，提高整个系统的可靠性哇！
总之呢，无桥PFC 电路工作原理真的是超级复杂又超级厉害呀！它的出现为电力电子技术的发展带来了巨大的推动作用呢！怎么样，
是不是对它有了更深的了解啦？。
无桥pfc工作原理
无桥pfc工作原理
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无桥PFC工作原理
无桥PFC(Power Factor Correction)是指一种技术，广泛应用于电源电路，用来提高电源的功率因数(PFC)。
它通过调节电源的电流以得到更好的效果，以改善传统电源的功率因数。
无桥PFC电路的原理是：它可以把同时发生在电源负载上的电压和电流调整成一致，从而改善功率因数。
无桥PFC电路包括滤波器、反馈电路、电流控制器以及驱动器。
滤波器将反馈电压与输入电压相比较，以确定电流控制器调整的电流水平。
反馈电路使用一个电流检测电阻器来实现检测反馈电流的功能，反馈电路的输出电压随着反馈电流的变化而变化，以控制驱动器的输出电流。
电流控制器是无桥PFC的核心部分，它可以对电源的电流进行控制，使其保持与电压相一致。
驱动器将电流控制器控制的电流转换成电压，以驱动负载。
无桥PFC电路的主要优点是减少了被动元件的使用，降低了电源系统的成本，提高了电源的效率，改善了功率因数，改进了电源的稳定性，减少了谐波噪声。
它还可以提供更高的输出电压，从而改善负载的工作性能。
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无桥PFC电路说明
氮化镓 (GaN)技术由于其出色的开关特性和不断提升的品质，近期逐渐得到了电力转换应用的青睐。
具有低寄生电容和零反向恢复的安全GaN可实现更高的开关频率和效率，从而为全新应用和拓扑选项打开了大门。
连续传导模式（CCM）图腾柱PFC就是一个得益于GaN优点的拓扑.与通常使用的双升压无桥PFC拓扑相比，CCM图腾柱无桥PFC能够使半导体开关和升压电感器的数量减半,同时又能将峰值效率推升到95％以上。
本文分析了AC 交叉区域内出现电流尖峰的根本原因,并给出了相应的解决方案。
一个750W图腾柱PFC原型机被构造成具有集成栅极驱动器的安全GaN，并且展示出性能方面的提升。
关键字-GaN；PFC；图腾柱；数字控制I. 简介当按下智能手机上的一个按钮时，这个手机会触发一个巨大的通信网络,并且连接到数千英里之外的数据中心。
承载通信数据时的功耗是不可见的,而又大大超过了人们的想象。
世界信息通信技术（ICT）生态系统的总体功耗正在接近全球发电量的10% ［1]。
单单一个数据中心，比如说位于北卡罗来纳州的脸谱公司的数据中心，耗电量即达到40MW。
另外还有两个位于美国内华达州和中国重庆的200MW数据中心正在建设当中。
随着数据存储和通信网络的快速增长，持续运行电力系统的效率变得越来越重要。
现在比以前任何时候都需要对效率进行空前的改进与提升.几乎所有ICT生态系统的能耗都转换自AC。
AC输入首先被整流,然后被升压至一个预稳压电平。
下游的DC/DC 转换器将电压转换为一个隔离式48V或24V电压，作为电信无线系统的电源，以及存储器和处理器的内核电压。
随着MOSFET技术的兴起和发展,电力转换效率在过去三十年间得到大幅提升。
自2007年生效以来，Energy Star（能源之星）80 PLUS效率评价技术规范 [2］将针对AC/DC整流器的效率等级从黄金级增加到更高的白金级，并且不断提高到钛金级.然而,由于MOSFET的性能限制,以及与钛金级效率要求有关的重大设计挑战,效率的改进与提升正在变慢。
无桥pfc电路磁芯磁化曲线
主题：无桥PFC电路磁芯磁化曲线1. 磁芯磁化曲线的定义和意义2. 无桥PFC电路的工作原理和应用3. 无桥PFC电路中磁芯的作用及影响4. 磁芯磁化曲线对无桥PFC电路性能的影响分析5. 无桥PFC电路磁芯磁化曲线的改进与优化现代电子设备日益普及，对于电源的效率和稳定性要求也越来越高。
在电源因素校正（PFC）技术中，无桥PFC电路作为一种高效、高性能的电源修正技术，受到了广泛的关注。
磁芯作为无桥PFC电路中的重要元件，其磁化曲线对电路性能有着重要影响。
本文将对无桥PFC 电路磁芯磁化曲线进行深入探讨，分析其影响因素，并对其进行改进与优化的探讨。
1. 磁芯磁化曲线的定义和意义磁芯的磁化曲线是指在一定的磁场强度作用下，磁感应强度（磁通量密度）与磁场强度之间的关系曲线。
该曲线可以反映材料在不同磁场作用下的磁性能，是衡量磁性能的重要指标。
在无桥PFC电路中，磁芯承担着储能、传导磁能和提供电感等重要作用。
磁芯的磁化曲线对无桥PFC电路的工作性能和效率有着重要的影响。
2. 无桥PFC电路的工作原理和应用无桥PFC电路是一种用于提高交流-直流转换器功率因素的电路拓扑结构。
其工作原理是通过控制输入电流和输出电压之间的相位关系，来实现有效地校正输入电流的相位，使得电流与电压同相位，从而提高功率因数。
无桥PFC电路被广泛应用于诸如电源适配器、UPS电源、电动车充电器等领域，尤其在电子产品中得到了广泛应用。
3. 无桥PFC电路中磁芯的作用及影响在无桥PFC电路中，磁芯作为电感元件的核心部分，承担着存储能量、传导磁能和提供电感等重要作用。
磁芯的材料、结构和工作状态都会对无桥PFC电路的性能产生影响。
在电感元件中，磁芯的厚度、材料的选择、匝数等因素都会影响电感元件的性能，进而影响到无桥PFC电路的整体性能。
磁芯的磁化曲线特性更是直接影响到电感元件在工作时的稳定性和效率。
4. 磁芯磁化曲线对无桥PFC电路性能的影响分析根据磁芯磁化曲线的理论分析，我们可以得出以下结论：磁芯的饱和磁感应强度直接影响了电感元件的性能。
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(PFC)电路成为人们注意的焦点。
设计人员去掉了转换器输入端的常规桥式整流电路,可以减少开关损耗,进一步提高效率。
在这样的电路中,不存在由于导通损耗而降低效率的问题,且设计比较简单,需要的元件数量较少。
1没有使用桥式整流电路的电路
2 OCC PFC控制电路
3 常规电路和无桥式整流的电路的效率
PFC电路有一些难点。
如图所示,电路的输入端没有二极管组成的桥式整流电路,而是在交流输入边有个升压电感器。
在这个电路中,输出和输入并无直接的连接,于是就存在输入电压的感测、电流的感测和电磁干扰噪音等问题。
特别是,由于升压电感器放在交流输入这边,因此很难感测作为输入的电网交流电压和电感器上的电流。
1所示的没有使用桥式电路的整流器的工作原理。
升压电感器分成两半,形成升压电路。
输出电路由个晶体管和个二极管组成。
在交流电网电压的每一个半周中,其中一个起有源开关的作用,而另一个就起二极管的简单作用。
在这对晶体管中,处于工作状态的那个晶体管,与一个二极管和输入电感器一起,组成升压转换器。
输入电流由升压转换器来控制,随着输入电压而变化。
(OCC)方法
PFC电路,最常用的是平均电流控制和峰值电流控制,它们都是使用模拟乘法器的技术。
最近,设计人员开始探讨其他的技术,其中包括单周控制的方法,如图所示。
OCC控制方法就很有优势。
使用输出电压和电感器中的电流峰值来计算前后衔接的每个周期的占空比,所以,在使用方法时,需要的所有信息是从直流母线电压和电流那里得到的,不需要感测交流电网的电压,从而最大限度地提高了功率因数。
而且,占空比控制着升压电路输入和输出之间的关系,电感器中的电流峰值可以自动地跟随输入电压的波形,这样就实现了功率因数校正的功能。
由于所有必要的信息都是从电感器中的电流峰值和电压输出那里得到的,因此不需要感测输入电压。
(EMI)的特性一般与功率级的结构有关。
对于常规的,输出的地总是通过桥式整流器与输入电网相连,引起共模噪音的唯一寄生电容是晶体管的漏极与地之间的寄生电容。
对于不使用桥式整流的电路,其输出相对于作为输入的交流电网来讲是浮动的,这样就有几个寄生参数会引起晶体管漏极和地之间的共模噪音,以及地与输出端之间的共模噪音。
在这种情况下,共模噪音比常规电路的共模噪音更加严重。
为了解决这个问题,可以在不使用桥式整流的电路中增加两只电容器,在输入交流电网与输出电压的地之间形成一个高频通路。
PFC电路中采用方法进行控制,可以将电路简化,同时提高效率。
本文使用一个、开关频率为输入的电网电压为通用的电路,来测试不使用桥式整流设计的性能。
这个电路使用国际整流器公司的集成控制器,该器件具备完善的保护功能。
的开关频率可以编程,有电压过载保护、软启动、逐周电流限流和欠压保护等功能。
它采用引脚封装,保留了不使用桥式整流的电路节省空间的优点,同时又实现了控制。
在样机中使用了、、具有超级半导体结的晶体管和、的二极管,为了进行比较,还用相同的器件做了一个常规的电路。
FC电路的输入电压波形和输入电流波形进行了测量,结果表明,输入电流和输入电压的波形彼此之间十分接近。
这说明,成功实现了的功能。
PFC电路中,使用个的体内二极管来代替常规电路中个速度慢的二极管,这两者的导通损耗之间的差别决定了效率的改善程度。
理论计算表明,在满载功率的情况下,不使用桥式整流的电路的效率应有大约的提高。
90 V、功率满载时,效率提高了大约,如图所示。
在功率较低低于时,效率改善更为明显。
PFC电路的功率因数校正的特性是非常相似的。
电磁干扰方面的性能在低频范围也是相似的,在高频时,无桥式整流的电路的噪音略高一些,但在可控制的电平之内。
PFC方向发展,以进一步提高效率。
然而,去掉了输入整流器的导通损耗以及简化电路的设计,造成的代价是：输入电压和输入电流的感测较为复杂,而且,输出浮动会导致电磁干扰增大。
将无桥式整流的电路与控制方法结合起来,工程师就可以用无桥式整流的方法提高效率、简化设计,并且不需要使用复杂的电流和电压感测电路。
同时电磁干扰问题也可以用一种改进版本的电路来克服。