PFC级在大功率笔记本电源适配器设计中应用
pfc电路应用场景
PFC电路的应用场景主要是在大功率电源中，用来提高产品的效率。
PFC电路的工作原理是由电感电容及电子元器件组成，体积小、通过专用IC去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。
PFC电路迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性技术（线路电流波形校正技术），这就是PFC（功率因数校正）。
在整流桥堆和滤波电容之间加一只电感（适当选取电感量），利用电感上电流不能突变的特性来平滑电容充电强脉冲的波动，改善供电线路电流波形的畸变，并且在电感上电压超前电流的特性也补偿滤波电容电流超前电压的特性，使功率因数、电磁兼容和电磁干扰得以改善。
传统的PFC封装形式是砖形模块，体积小，薄，安装方便。
这类模块也存在一定的不方便的地方，首先这类模块需要添加复杂的外围电路，起到滤波的作用等，这就需要使用的工程师具有一定的硬件电路基础，才能使用，另外测试和调试也比较复杂。
现在有一款新型的PFC模块，相对于传统的PFC模块对比而言，体积稍微较大，但是应用十分方便。
以下是PFC模块的几项优势：
1. 功能集成一体化：将多种功能集于一体，方便使用。
2. 无需外围电路：操作简单，节省了添加外围电路的时间和成本。
3. 强大的监控、告警功能：对输入电压、输出电压、环境温度、风扇转速等各参数进行监控及故障告警。
4. 易于使用：硬件工程师上电即可使用。
5. 适应性强：可以适应不同的电源需求，如AC-DC交流电转直流高压380Vdc输出。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。
为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。
最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
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。
根据桥式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。
功率因数校正电路(pfc)电路工作原理及应用
功率因数校正(英文缩写是PFC)是目前比较流行的一个专业术语。
PFC 是在20世纪80年代发展起来的一项新技术，其背景源于离线开关电源的迅速发展和荧光灯交流电子镇流器的广泛应用。
PFC 电路的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。
线路功率因数降低的原因及危害 导致功率因数降低的原因有两个，一个是线路电压与电流之间的相位角中，另一个是电流或电压的波形失真。
前一个原因人们是比较熟悉的。
而后者在电工学等书籍中却从未涉及。
功率因数(PF)定义为有功功率(P)与视在功率(S)之比值，即PF=P/S 。
对于线路电压和电流均为正弦波波形并且二者相位角Φ时，功率因数PF 即为COS Φ。
由于很多家用电器(如排风扇、抽油烟机等)和电气设备是既有电阻又有电抗的阻抗负载，所以才会存在着电压与电流之间的相位角Φ。
这类电感性负载的功率因数都较低(一般为0.5-0.6)，说明交流(AC)电源设备的额定容量不能充分利用，输出大量的无功功率，致使输电效率降低。
为提高负载功率因数，往往采取补偿措施。
最简单的方法是在电感性负载两端并联电容器，这种方法称为并联补偿。
PFC 方案完全不同于传统的“功率因数补偿”，它是针对非正弦电流波形而采取的提高线路功率因数、迫使AC 线路电流追踪电压波形的瞬时变化轨迹，并使电流与电压保持同相位，使系统呈纯电阻性的技术措施。
长期以来，像开关型电源和电子镇流器等产品，都是采用桥式整流和大容量电容滤波电路来实现AC-DC 转换的。
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。
根据桥式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。
带PFC的开关电源作用介绍 浅谈带PFC的开关电源性能特点
带PFC的开关电源作用介绍浅谈带PFC的开关电源性能特点本文主要是关于PFC稳压开关电源的相关介绍，并着重对PFC稳压开关电源的作用及性能特点进行了详尽的阐述。
PFC稳压开关电源PFC就是功率因数校正的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。
功率因数越高，说明电能的利用效率越高。
PC电源采用传统的桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生严重的波形畸变，向电网注入大量的高次谐波，因此网侧的功率因数不高，仅有0.6左右，并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰。
早在80年代初，人们已对这类装置产生的高次谐波电流所造成的危害引起了关注。
1982年，国际电工委员会制订了IEC55－2限制高次谐波的规范（后来的修订规范是IEC1000－3－2），促使众多的电力电子技术工作者开始了对谐波滤波和功率因数校正（PFC）技术的研究。
电子电源产品中引入PFC电路，就可以大大提高对电能的利用效率。
PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。
无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8；有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，但成本要高出无源PFC一些。
有源PFC电路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC电路的PC电源，至少具有以下特点：1）输入电压可以从90V到270V；2）高于0.99的线路功率因数，并具有低损耗和高可靠等优点；3）IC的PFC还可用作辅助电源，因此在使用有源PFC电路中，往往不需要待机变压器；4）输出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压；5）有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz（工频2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。
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。
第8章PFC原理及设计实例
第8章PFC原理及设计实例
PFC (Power Factor Correction) 是一种用来提高电力系统功率因数的技术。
功率因数是指电流和电压之间的相位差，用来衡量电能有效利用的程度。
功率因数为1意味着电流和电压完全同相位，实际上就是全部的电能被有效利用，没有能量浪费。
而功率因数小于1则表示有一部分电能被浪费。
PFC技术的目标是使功率因数尽可能地接近于1，减少能量的浪费。
PFC电路一般采用开关电容器，通过调整电感使电流和电压保持同相位，达到功率因数的提高。
PFC技术用于各种电力系统，比如电源适配器、电机驱动器、照明系统等。
PFC的设计实例可以参考以下情况：以一个电源适配器为例。
电源适配器是将交流电转换为直流电的设备，常用于电子产品如笔记本电脑、手机等。
在没有PFC的情况下，电源适配器的功率因数可能很低，导致能量的浪费和电网的压力增加。
在设计PFC电路时，首先需要选择适当的拓扑结构，常见的有Boost 拓扑、Flyback拓扑等。
然后，需要根据输入电压和输出功率来选择适合的电感、电容和开关管的参数。
此外，还需要根据具体需求选择合适的控制策略，如连续导通模式和断续导通模式。
在实际应用中，PFC电路还需要考虑到潜在的电磁干扰和过冲问题。
为了解决这些问题，可以采用滤波器和过压保护电路等措施。
总而言之，PFC技术是提高电力系统效率、减少功耗的重要手段。
设计PFC电路需要考虑电路结构、元件选择和控制策略等因素，以满足实际
需求。
PFC的应用可以在各种电力系统中实现，从而提高电能利用率，减少能源浪费。
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设计一个带PFC功能的150W双管正激恒流源涉及到以下几个关键问题：正激拓扑选择、功率因数校正技术、控制策略、保护功能等。
本文将详细介绍如何设计一个满足要求的带PFC功能的150W双管正激恒流源。
一、正激拓扑选择在设计150W双管正激恒流源时，可以选择LLC谐振变换器作为正激的拓扑结构。
LLC谐振变换器具有高效率、高密度、低EMI等优势，适合用于高功率应用，同时也能够实现PFC功能。
二、功率因数校正技术在正激拓扑中实现功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）功能是非常关键的。
采用谐振变换器结构，主要通过控制输入电流时间谐振点，实现对输入电流的控制，从而提高功率因数。
三、控制策略控制策略是设计中的关键一环。
针对150W双管正激恒流源，可以引入一种基于周期延时的控制策略。
该控制策略主要包括参考电流的计算、比较器的设计以及PWM信号的生成等。
通过这种控制策略，可以有效地控制150W双管正激恒流源的输出，提高系统的稳定性和可靠性。
四、保护功能五、效率分析在设计完成之后，需要对系统的效率进行分析。
通过合理的设计和优化参数，将系统的效率提高到较高水平，实现能源的有效利用。
在整个设计过程中，需要注意一些关键参数的选择，例如输入电压范围、PWM控制频率、输出电压和电流的控制范围等。
同时，还需要注意系统输出的稳定性和可靠性。
通过以上的设计步骤和注意事项，可以实现一个满足要求的带PFC功能的150W双管正激恒流源。
设计出来的150W双管正激恒流源将具有高效率、稳定性和可靠性等特点，能够满足各种应用领域的需求。
详解PFC在电源设计中的作用
详解PFC在电源设计中的作用
大多数PC、显示器和电视机的电源在采用110至120V，60Hz的单相交流电供电时都会产生过量的电源线谐波。
在这个更新更严格的IEC标准的推动下，电源厂商开始通过增加功率因数校正（PFC）来最大限度地减少电源线谐波。
为了解IEC61000-3-2的影响，最好先了解一下直接穿过电源线放置负载电阻（R）的理想情况（图1）。
在这种情况下，正弦线路电流IAC与线路电压VAC成正比，且与该电压同相。
因此：
图1
这意味着，对于效率最高的无失真电源线操作来讲，所有的负载都应作为有效电阻（R），而消耗和提供的功率是RMS线路电压和线路电流的乘积。
图3
不过，许多电子系统的负载都需要交流到直流的转换。
在这种情况下，典型电源的电源线上的负载由一个驱动电容的桥式二极管组成（图2）。
它是电源线的非线性负载，因为此桥式整流器的两个二极管都位于输入交流电源线电压的正半周期或负半周期的直接电源通路中。
此非线性负载仅在正弦电源线电压的峰值期间汲取电源线电流，这样会产生“多峰”输入电源线电流，从而引起电源线谐波（图3）。
非线性负载可使谐波大小与线路频率下的基本谐波电流具有可比性。
图4显示了相对于线路频率下的基本谐波大小进行标准化的高阶谐波电流大小。
基于OB2269的高精度笔记本电源适配器
基于OB2269的高精度笔记本电源适配器皮松涛;文定都;李学敏【摘要】设计基于OB2269的高精度笔记本电源适配器.功率电路采用反激式拓扑结构,电路的控制采用PFM型频率调制控制方式,辅助电源采用晶体管有源嵌位电路,输出电路采用变压器单路隔离输出,电压反馈电路采用光耦PC817和TL431的组合结构.测试结果表明:本电源适配器能输出19.3 V的稳定电压,功率可达100W,效率高达78.8％,文波电压为100 mV.本电源适配器适用于75～285 V宽电压的交流输入,是一种成本低、维修简单的高性能开关电源.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2016(030)005【总页数】6页(P45-50)【关键词】OB2269;开关电源;纹波电压;PFM【作者】皮松涛;文定都;李学敏【作者单位】湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲412007【正文语种】中文【中图分类】TP303.3人们对电源适配器的要求越来越高，如高输出功率、高效率、高精度等。
因此，如何设计一种精度高、噪声低、纹波小的电源适配器成为研究热点。
目前笔记本电源适配器的设计方案主要有以下几种。
1）“单端反激式”（flyback）结构[1]。
此方案采用硬开关技术和传统的PWM 控制方式[2]，虽然结构简单、成本低。
但该方案设计的电源适配器开关噪声和纹波都比较大，精度也不高。
2）“功率因数+反激准谐振”（APFC+QR）两级结构。
此方案采用功率因数校正技术[2]和准谐振软开关技术。
虽然此种电源适配器比传统的采用硬开关结构的效率高，但该方案设计的电源适配器电路结构比较复杂，且在不同负载时，电路工作在不同状态，尤其在重载时，电路工作在硬开关状态而导致开关损耗大。
3）“功率因数+单端反激+同步整流”（APFC+PWM+SR）三级结构。
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PFC级在大功率笔记本电源适配器的研究与设计中的应用摘要：随着信息技术的不断飞速发展，可移动式、便携式电子产品越来越多的进入了我们的生活和工作当中，电源适配器的需求度无形间也得到了人们的重视。
与此同时新一代的笔记本电脑的功能是变得越来越强大，附带的电源需求消耗也越来越大，由此理所当然需要对笔记本电脑电源适配器做出了更强的改进。
本文在150w 笔记本电源适配器课题的研究背景下，并结合功率因数校正技术，提出了两级式方案，前级为pfc级，后级为dc/dc级。
关键词：电源适配器；两级式；功率因数校正
前言：随着电源适配器不可避免的出现，越来越多的方便携带的电子产品走进了我们工作和生活的每一个环节，这里面就包含了笔记本电脑。
根据国际对谐波电流的要求，笔记本的电源适配器超过75w 的需要引入功率因数校正技术。
而本文研究的笔记本适配器为150w，也将加入功率因数校正技术。
新一代电源适配器所面临的主要难题在于：如何减小体积和重量，提高功率因数进而去提高总体效率，符合节约能源的标准。
一、150w电源适配器两级式方案的提出
根据国际对谐波电流的要求，笔记本的电源适配器超过75w 的需要引入功率因数校正技术。
本文研究的笔记本适配器为150w，也必须加入功率因数校正技术。
目前来看，大概只有单级式方案和两级式方案具有pfc功能的电源适配器拓扑结果。
单级式方案是首先将dc/dc变换器与pfc变换器比较合理的集成在一个稳定的电路当中，通过这一套稳定控制电路可以同时对输入电流和输出电压进行调节。
比较下，单级式变换器算得上结构简单，成本低，这是一大优点，但是它的功率因数却偏低，电流谐波更是过大，导致动态响应速度迟钝，而且结构设计非常繁琐。
而两级式变换器是将变换器分为两级：pfc级和dc/dc级，其具有优良的性能，输入电流的总谐波失真度一般小于5%，功率因数较高可以达到0.999；动态响应速度快，本电源适配器采用两级式方案。
根据相关的研究发现下一代笔记本电脑需求的功率为90～150w 左右，故两级式150w的笔记本电源适配器方案的提出是必然趋势了。
二、 pfc级相关理论知识
通过boost、flyback、buck—boost等电路可以实现pfc功能的拓扑结构。
据相关专业知识可知，我们在本实验中必须选择功率因数要高、输出电压被调整的部分高、技术非常成熟、结构相对简单明了、生产成本要低等特点，在综合考虑下，选择了boost变换器作为本次实验中pfc 级的拓扑。
boost变换器根据电感电流的输入和输出模式，可以分为三种工作模式，即：临界连续模式、断续模式和电感电流连续模式。
我们比较这三种模式后发现：临界连续模式下，因为开关管为零电流开通，二极管为零电流关断，所以就不存在反向恢复的问题，进而功率因数会很高；断续模式下工作时，
同样没有反向恢复等一些棘手的问题，但是功率因数却低于了我们可以考虑的范围；电流连续模式下工作时，会有较高的功率因数，但是开关管二极管不可避免的要硬开通和硬关断，这样就同样会导致一些反向恢复等麻烦问题。
考虑到我们现在做实验用的电源适配器功率相对来说比较小，确定临界连续工作模式不失为一个明智的选择。
同时pfc级采用输出电压的线性变化跟随输入电压变化的控制方法，这样就提高了电压输入较低时电源适配器的工作效率。
三、dc/dc级相关理论知识
可想而知，dc/dc 级和pfc级一样，可以有丰富的拓扑结构，常见的有谐振llc 变换器，有源箝位正激变换器，准谐振反激变换器等。
但是只有谐振llc 变换器和谐振反激变换器才适用于大功率。
考虑到世界各地的电子产品对输入电源的要求不同，电源适配器的输入电压不可避免的被要求在（90～265v）范围内。
而llc 谐振变流器通常不适合具有宽范围的电压输入场合，因此采用准谐振反激变换器。
四、 pfc级工作原理
pfc级变换器拓扑结构如图1所示，主要是由整流电路、电感、pwm开关管、二极管和输出电容等组成。
通过上图，我们现在分析一下pfc级是如何工作的：首先，在任意一个开关周期t内，当电感电流il为零时，开关管s立即被导通，此时承受反向电压的二极管d被迫关断，il 此时由零开始
呈线性的逐步增加，当正在增加的il达到临界整流桥输出电压采样信号时，立即关断开关管s，二极管d由于正向电压而导通，il 此时又由最大值逐步线性下降到零。
当然，整流桥输出电压的一个周期必须是由多个开关周期组成的，而在每一个不同开关周期内，开关管导通状态的总时间总是保持不变的，同时il的平均值又是跟随整流桥输出电压的波形，这样就可以实现pfc 需要的功能了。
五、 pfc级变换器主电路参数
pfc级变换器主要作用包含一下两个方面：一个是将电力系统的交流电压转换为380v左右的直流稳定电压；二是将交流输入电流转变为正弦波，从而减小谐振电流，减小对电网的污染。
pfc级变换器主电路参数为电感l=150μh；输入滤波电容采用两个0.6μf 的薄膜电容并联构成；输出滤波电容c2是容量为160μf，耐压为450v 的电解电容以及开关管选择功率场效应管，其耐压等级为500v，最大电流为5a；二极管选择快速恢复二极管作，其耐压等级为600v，最大电流为10a。
并根据配置的数据选择最合适的元器件。
六、 pfc实验结论分析
仿真通过matlab仿真软件进行，在满载条件下，输入电压为220v 时可以测得pfc输入电流和输入电压波形正如图2所示。
pfc级输出电流波形和输出电压波形如图3和4所示。
从以上仿真波形图，我们可以大致得到以下结论：在整个输入电压范围内，输入电压的波形总是可以让输入电流保持与其等相位
的正弦波，由此可以确定，在crm 模式下，pfc 电路确实可以实现很高的功率因数。
并且功率因数均大于90%，从图3可以看出输出电流基本恒定不变，从图4可以看出输出电压在0.2s后基本稳定在400v附近，说明该系统能够保持稳定的输出电压，仿真结果与设计目的一致。
参考文献
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