PFC开关电源电路设计分享
双极PFC开关电源设计
双极PFC开关电源设计
首先是输入滤波电路，它的作用是滤除输入端的高频噪声和谐波。
输
入滤波电路一般由电感和电容组成，电感负责滤除高频噪声，电容则滤除
谐波。
其次是桥式整流电路，在双极PFC开关电源的设计中，桥式整流电路
一般采用三相全控整流桥以实现整流功能。
整流电路的设计需要尽可能减
小整流损耗，提高整流效率。
然后是电流控制回路，电流控制回路用于控制输出电流的大小。
双极PFC开关电源的设计中，一般采用电流模式PWM控制方式。
电流控制回路
需要提供精确可靠的电流控制信号，以确保输出电流的稳定性和精度。
接下来是输出滤波电路，它用于滤除输出端的高频噪声。
输出滤波电
路一般由电感和电容组成，电感负责滤除高频噪声，电容则滤除低频谐波。
最后是开关电源控制逻辑，开关电源控制逻辑用于实现开关管的控制
和保护功能。
开关电源控制逻辑需要根据输入电压和输出电流等参数进行
精确的控制，以实现高效能的转换和有效的保护。
除了以上几个方面的设计，双极PFC开关电源还需要考虑其他一些问题，如电源的输入电压范围、温度稳定性、过流保护、过压保护等。
考虑
到这些问题，可以设计出更加稳定和可靠的双极PFC开关电源。
总体来说，双极PFC开关电源的设计需要综合考虑输入滤波、整流、
电流控制、输出滤波和控制逻辑等方面的设计要求。
通过优化设计，可以
实现高效率和高功率因数的直流电源转换。
PFC电路详解
PFC技术整理文档原文来自《郝铭-高端电视维修培训专家》一、PFC是什么？现在进行液晶电视机和等离子电视机电路分析时、故障维修时，都经常的提到“PFC电路”一词，这在早期的电视机中是没有的，早期维修电视机的师傅从来没有接触过的，但是PFC电路是目前液晶电视机和等离子电视机中不可缺少的电路。
那么PFC到底是什么？是一项新技术？还是新电路？先简单说说PFC的定义：PFC是英文的缩语；全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”；功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
例如一台电源变压器的耗电量（输入功率）是100W，输出功率有90W,那么这台变压器的功率因数就是90W÷100W=0.9。
一个电熨斗的耗电量是300W,使用时产生的热量也为300W，那么这只电熨斗的功率因数就是300W÷300W=1基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。
功率因数最大为1，不可能超过1。
这个衡量电力有效利用程度的指标，对于我们电视机的生产厂乃至电视机用户；有用吗？有必要吗？既然没有必要，电视机用户一般也没有计较过一台电视机是否充分的利用了所消耗的电量，那么电视机内部设置此电路增加了生产成本；其目的是为什么？要回答以上的问题，我们先来了解一下什么是功率因数，什么原因造成功率因数低？为什么有的电器功率因数低，有的电器功率因素就不低？有什么方法来提高（校正）功率因数，怎么知道功率因素是否达到最高（1）。
电视机的功率因数校正电路（PFC电路）是怎么回事？电视机的功率因数电路是要解决什么问题？要把这一系列的问题搞清楚才能有一个明确的认识。
要弄清楚什么是功率因素校正就必须弄清楚几个概念，这就是：有功功率、无功功率、视在功率（总功率）、功率因数；1 有功功率：任何电器设备工作时都要消耗电能并输出能量，例如我们的电饭锅、电熨斗、取暖的电热汀等，它们把消耗的电能转化成为热能，这些转化为热能的电功率都等于是做功了，就称为有功功率。
带PFC功能的150W双管正激恒流源设计
带PFC功能的150W双管正激恒流源设计一、总体性能指标：输入交流电压范围：Vac=90Vac~260Vac ，f工频=40~60Hz；PFC输出直流电压：Vin=385~400Vdc；双管正激输出电压范围：V out=32Vdc~36Vdc；额定输出电流：Iout=4.3A；额定输出功率：Pout=150W ；（4.3A，36V LED负载）整体效率：η=90% ；二、电路总框架图图1 带PFC的双管正激式LED驱动电源电路总框图三、PFC电路设计图2：UC3854BN PFC 电路原理图 3.1 PFC 性能指标：交流输入电压范围：Vac=90Vac~260Vac ， f 工频=40~60Hz ； PFC 输出直流电压：V0=385~400Vdc ； 额定输出功率：P0=240W ； 开关频率：fs=100kHz ； 效率：η=95% ； 功率因数：PF >0.95； 3.2 PFC 升压电感的选取电感在电路中有滤波、传递和储存能量的作用，其值与纹波电流和开关频率有关，如公式（1.2.1）所示。
IN S IN L s LU DT U DL I f I ==∆∆ （1.2.1） 式中D 为占空比，fs 为开关频率，Ts 为开关周期，Uin 为输入电流，△IL 为纹波电流。
①计算输入电流的最大峰值：(min)3.93pk IN I A === （1.2.2） ②计算电感电流允许的最大纹波电流△IL ，通常取线路电流最大峰值的20%，如公式（1.2.3）所示。
0.20.2 3.930.786L pk I I A ∆==⨯=（1.2.3）③计算电感电流出现最大峰值时的占空比， 如公式（1.2.4）所示。
(min)400900.68400o IN oU D U === （1.2.4）④综合以上公式可计算电感值，如公式（1.2.5）所示。
min)3900.681.1100100.786IN s LD L mH f I ⨯===∆⨯⨯（ （1.2.5）本设计实际取1mH 。
PFC的数字设计总结
（14）
所以
k K in K m 2 Ki K 2 ff Vin
（15）
求得
gc K m K in K2 ff K iVo
（16）
4．电压环和电流环补偿环节设计
采用模拟化的设计方法，先在 s 域分析设计，再转化为数字控制算法。
（1） 电流环的补偿设计
电流环是 PFC 设计的关键， 它通过调节功率开关管的占空比迫使输入电流跟 踪输入电压。由于输入电压是全波整流波形，含有丰富的谐波，电流环要有较好 的动态跟踪能力。因此，电流环要设计成具有较高的低频增益和较宽的带宽。
^
Vg
^
Vo
Gid(s)
d
^
IL
^
FM Ti Gci(s)
× ＋
^
Ki
－
Vc
Gcv(s)
图 4 电流环小信号模型 电流环的小信号模型如图 4 所示，其开环传递函数为
Ti ( s ) K i Gci ( s ) FM Gid ( s ) Ki
——电流环反馈系数
（17）
Gci ( s ) ——电流环补偿环节 FM
为了抑制电压纹波，输出电容通常选的比较大，在高频条件下 可以近似简化为
1 0 ,上式 sC
Vo ' G id ( s ) Ls 1 G 'g ( s ) i L in Ls v d 0
(6)
（2）电压环 Control-to-Out 传递函数 Gvc
——PWM 环节传递函数
Gid ( s ) ——主电路 duty-to-current 传递函数
采用 TI 公司的 DSP2407 作为数字控制器，其 AD 的参考电压是 3.3V，所以 先要将电感电流经过传感器，使输出电压在 3V 左右。电流环的反馈系数是传感 器的增益和 AD 增益的乘积。同样道理，可以 求出前馈电压系数和电压环反馈 系数。
开关电源功率因数校正PFC(非常好).pdf
开关电源功率因素校正（PFC）及其工作原理什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正：功率因数补偿：在上世纪五十年代，已经针对具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相（图1）从而引起的供电效率低下提出了改进方法（由于感性负载的电流滞后所加电压，由于电压和电流的相位不同使供电线路的负担加重导致供电线路效率下降，这就要求在感性用电器具上并联一个电容器用以调整其该用电器具的电压、电流相位特性，例如：当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器）。
用电容器并连在感性负载，利用其电容上电流超前电压的特性用以补偿电感上电流滞后电压的特性来使总的特性接近于阻性，从而改善效率低下的方法叫功率因数补偿（交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表示）。
图1在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形而在上世纪80年代起，用电器具大量的采用效率高的开关电源，由于开关电源都是在整流后用一个大容量的滤波电容，使该用电器具的负载特性呈现容性，这就造成了交流220V在对该用电器具供电时，由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。
滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。
根据整流二极管的单向导电性，只有在AC线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。
也就是说，在AC线路电压的每个半周期内，只是在其峰值附近，二极管才会导通。
虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形，但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲，如图2所示。
这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。
在正半个周期内（1800），整流二极管的导通角大大的小于1800甚至只有300－700，由于要保证负载功率的要求，在极窄的导通角期间会产生极大的导通电流，使供电电路中的供电电流呈脉冲状态，它不仅降低了供电的效率，更为严重的是它在供电线路容量不足，或电路负载较大时会产生严重的交流电压的波形畸变（图3），并产生多次谐波，从而，干扰了其它用电器具的正常工作（这就是电磁干扰－EMI和电磁兼容－EMC问题）。
单级PFC反激式开关电源设计
设计与分析yuFenxi单级PFC反激式开关电源设计李晓晖$赵杰1苏亚东$张玉峰+郑凯-(1.皖北煤电集团有限公司，安徽淮北232097; 2.徐州凯思特机电科技有限公司，江苏徐州221116;3.中国矿业大学电气与动力工程学院，江苏徐州221116)摘要:研宄了固定关的单级P F C反 变换器，续 模相比，结构在很大度上降低了开关管的电流应力前级E M I滤波器的高次谐波应力；和平均电流控制模相比，该结构的电路结构和控制方式都比较简单，成本较低。
在对临界模 连续模 的础上，完成了对固定关 模的大，设计了系统电路，仿 机实测对理论 验。
关键词c单级;F O T;P F C;反；变压器设计;系统电路仿0引言开关电源的相关标准中对于降低电流谐波及提高功率因 数有着明确的要求，这使得P F C技术在开关电源中的应用越来 越广泛。
有源P F C技术相比于无源P F C技术具有响应快、动态 效果好等优点而受到广泛研宄。
一般含有P F C功能的开关电源 采用两级P F C结构，一级为功率因数校正级，一级为电压变换 级，两级结构导致系统结构复杂、成本较大，据此，单级P F C结 构应运而生[1—5]。
本文针对单级P F C反激式开关电的能关系进行了研宄，最后，根据这些参数给出了变 压器的设计 。
2.1 FOT控制模式工作原理2为F O T单级P F C反 变换器的系统 。
I电压！。
电路 电电压。
乘器的用构的电流准，准一电压同相的正波，为电压入电压相 。
开关的关采电的电压高于乘法器的 电压。
开关的导产生电路控制。
源，在C C M下F O T控制系统的，完成了系统的大 ，照大 的结构，设计了系统电路及变压器参数，成了系统仿，验 系统的 。
1单级PFC反激式电路基本结构1是一种单级P F C反激式变换器 的结构，于 的电 、流电电，简化了电路结构，使 变得 单。
于 采用的电，能 电压中的高谐波。
输入电压电正 。
P W M器对输入、电压采样，在 计 电流准，电流采 比较，据比较的结果 Q2的通断，成功率因数校正。
PFC电路与BOOST电路设计实例解析ppt课件
f (mmin )
sin 2 t dt
0
1
1
sint
mm in
12
基于Boost电路的PFC变换器及其控制方法——DCM
要保证电感电流断续，必须满足d1+d2<1 随着mmin=Vo/Vin的增加，d1+d2先减小后增大 因此在输入电压较小与较大时均会使电感电流趋
于连续
通常在断续模式下的电感量设计中按最低输入电 压时确参数。
优点
单周控制能优化系统响应 减小畸变和抑制电源干扰 反应快 开关频率恒定 鲁棒性强 易于实现 抗电源干扰 控制电路简单
34
PFC控制方法——CCM-总结
CCM 模式下控制策略总结
（1）峰值电流控制 ：优点是实现容易，缺点是当交 流 电 网电压从零 变化到峰值时，占空比变化太大。在占空比>50%时，电流环会产生 次谐波振荡现象。
DCM的关键
要想保证电路在一定电压范围内处于断续模式，关键是电感 量的设计，下面给出电感量设计的最终公式：
d
d1
d2
Vo
mmin 2
(mmin sint)
2 L f s Po
f (mmin )
d1其中为MOS管导通占空比，d2为续流二极管导通占空比， L为电感量，fs为开关频率，Po为输出功率，mmin为Vo/Vin
（2）平均电流控制 ：优点是电流环有较高的增益带宽、跟踪误差小、 瞬态特性较好、THD(<5%)和EMI小、对噪声不敏感、开关频率固定、 适用于大功率应用场合，其缺点是参考电流与实际电流的误差随着占 空比的变化而变化，从而可能会产生低次电流谐波。
（3）滞环电流控制 ：优点是电流环带宽高，具有很强且具有很强的鲁 棒性和快速动态响应能力，电流跟踪误差小，硬件实现容易。其缺点 负载大小对开关频率影响较大，不利于设计输出滤波器的优化设计。
【分享】PFCLLC设计的600W开关电源调试全过程及经验讨论
【分享】PFCLLC设计的600W开关电源调试全过程及经验讨论电源规格: AC170~265V，输出电压可调范围：90-140VDC，输出电流可调范围：0.5-4.5A，电源要求有并机均流功能，电流不平衡度小于3%。
有热插拔功能，当模块故障时、自动脱离均流母线，不影响其它模块正常均流。
具有与自动化系统连接遥控接口，提供RS485 通讯接口。
保护等更多的功能规格，详情参见阅读原文。
本文主题1、有关 LLC 的一些基本概念及其理解2、LLC 的基本工作原理。
3、本电源原理图设计思路以及考虑的问题4、磁性器件设计以及计算。
5、调试遇到的问题分享与讨论。
6、在电源行业摸爬滚打了5年了，换了一次公司，听说的以及和同行交流发现唯一不变的是降成本，电子行业产品利润越来越低，有人说在电子行业创业，比如火如荼的移动互联网难，大家觉得呢？……看似很简单的问题，未必每个人都了解的很清楚。
首先提一个LLC 启动的问题，大家觉得双谐振电容的LLC 启动是个怎样的过程？欢迎一起讨论。
与传统PWM（脉宽调节）变换器不同，LLC 是一种通过控制开关频率（频率调节）来实现输出电压恒定的谐振电路。
它的优点是：实现原边两个主 MOS 开关的零电压开通（ZVS）和副边整流二极管的零电流关断（ZCS），通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。
学习并理解 LLC，我们必须首先弄清楚以下两个基本问题：1什么是软开关LLC电路是如何实现软开关的。
由于普通的拓扑电路的开关管是硬开关的，在导通和关断时 MOS 管的 Vds 电压和电流会产生交叠，电压与电流交叠的区域即 MOS 管的导通损耗和关断损耗。
如图所示。
为了降低开关管的开关损耗，提高电源的效率，有零电压开关（ZVS ）和零电流开关（ZCS）两种软开关办法。
零电压开关（ZVS）：开关管的电压在导通前降到零，在关断时保持为零。
零电流开关（ZCS）：使开关管的电流在导通时保持在零，在关断前使电流降到零。
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PFC开关电源电路设计分享
昨天我们为大家分享了一种PFC 开关电源的原理和硬件部分的设计思路，这种基于LED 路灯的PFC 开关电源非常适用于公共场所的路灯照明应用，且
具有可靠性高、能耗低等优势。
在今天的文章中，我们将会继续就这一PFC 开关电源的电路设计展开分享，下面就让我们一起来看看吧。
恒流恒压电路设计
在这一基于LED 路灯的PFC 开关电源电路设计过程中，为了达到恒流恒压
的设计效果，在本方案中我们选择使用恒流恒压控制器件TSM101，来调节整
体电路系统中的输出电压和电流，使之能够稳定恒流驱动。
这种横流恒压电路的设计如下图图1 所示。
通过TSM101 的控制作用，保证了电源恒流和恒压工作。
从图1 中我们可以看到，在该系统中，Uout+和Uout-作为这一PFC 开关电
源模块的输出电压，首先要使用隔离变压器经过双二极管和电解电容器进行滤波，之后再经过电感L4 和电容滤波后输出，此时Uout+和Uout-才能够直接加
在LED 路灯上。
可调电阻器RV1 和RV2 在该电路中的主要作用是分别调节输
出电压和电流的大小。
R10 和R11 为22mΩ的电阻，分别对电源输出的
电压和电流采样。
TMS101 的输出TOUT 通过光电耦合器、可控硅和三极管等
电路送到L6561 的引脚5，通过反馈电路实现恒流控制。
器件引脚8 接辅助电源，引脚4 接变压器T1 副边地。
图1 恒流恒压电路
比较器电路设计
在该种基于LED 路灯所设计的PFC 开关电源中，其主系统的比较器电路设。