电子产品世界

5　稳态分析

为保证高的功率因素单级PFC电路的PFC级工作在DCM，而DC/DC级工作在CCM下，要注意电路功率平衡的问题。

当输出功率减小的时候，则前级boost电路占空比会减小，则DC/DC级的占空比也会减小(因为共用开关管)，就会导致直流母线上的电压上升从而缩窄脉宽达到新的功率平衡。反之当输出功率增加的时候，则前级boost电路占空比会增加，则DC/DC级的占空比也会增加(因为共用开关管)，就会导致直流母线上的电压下降从而达到新的功率平衡。所以轻载下，直流母线电压会达到满载时候的几倍以上，这就限制了单级PFC的实际应用。通常采用的方法是对直流母线采取钳位措施，或者当电压上升到一定的值，让DC/DC级也进入DCM模式。当负载变轻时，占空比必然会减小，因此没有不平衡功率存在，储能电容的电压不会因为负载变轻而增加。但是这种组合存在导通损耗和功率开关电流应力大，效率低的缺点

假设开关频率远远高于电网频率。可令：

这里，Vim为输入电压的峰值。如果PFC级占空比为D，开关周期为T，可以得到输入电流的低频平均表达式：

那么输入功率为：

将式(2)和(3)代入式(4)，可以的到

这里

对于DC/DC级，连续模式和断续模式的临界条件

当

的时候将会进入连续模式，此时电压关系式为

当

的时候将会进入不连续模式，此时电压关系式为：

这里

由前面的推导可知通过适当的选择Lf等参数(根据

此式来选择)当负载变轻时使DC/DC级也进入DCM模式。当负载变重时使DC/DC级也进入CCM模式来降低电容电压。

6　结 语

本文介绍了一种新的单级功率因数校正拓扑，由于整流桥和DC/DC变换共用开关管，节省了两个整流管，减小损耗，提高了效率。给出了仿真电路图和结果，另外还讨论降低储能电容电压的方法。

参考文献：

[1] A Power-Factor Controller for single stage PWM Rectifiers　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL46

[2] A Single –stage Electronic ballast with High Power Factor　 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL47

[3] 张占松，蔡宣三， 开关电源原理与设计，第一版，电子工业出版社，1999

[4] 严百平，刘建，不连续导电模式高功率因数开关电源，第一版，科学出版社

关键词： PFC 变换器 单级 整流 输入 电源