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PFC类型、级数及工作模式的选择

点击:719 日期:2019-10-29 选择字号:
1.PFC类型的选择


电源适配器可分成不带PFC、带无源PFC和带有源PFC这3种类型。按照美国“能源之星”的认证标准,5W以上电源适配器必须加PFC。另外,国际电工委员会IC10003-2标准对电源的输入谐波提出严格限制,它涉及个人电脑、电视机和监视器在内的D类设备。应根据对电源适配器的功率、功率因数及总谐波失真的要求,来选择PFC的类型。


实测一种250WPC电源在不带PC、带无源PFC和带有源PFC这3种情况下,输入谐波幅度与EN1000-32国际标准的比较如图4-8-1所示。从中不难看出,无PFC时的3~15次谐波幅度均高于EN1000-32的限制水平。使用无源或有源PFC时,各次谐波幅度均低于EN10003-2的限制水平,并且采用有源PFC时的3~20次谐波幅度明显低于无源PFC。


2.PFC电源级数的选择


(1)单级式( Single-stage,亦称单段式)PFC电源。它是将PFC功能与DC/DC功能合并成一级,制成PFC+LED驱动器的单片集成电路,适用于40~100W的大中功率电源适配器


(2)两级式(亦称两段式)PFC电源。两级式PFC是目前常用的PFC电源类型,其第一级为PFC,第二级为DC/DC变换器。这种电源抑制谐波的效果较好,可达到较高的功率因数。由于具有独立的PFC级,还可对DC/DC级的直流输入电压进行预调节,因此PFC的输出电压比较精确;带负载能力强,适用于大、中功率电源适配器。缺点是所需元器件较多,成本较高;功率密度低,损耗较大。


(3)三级式(亦称三段式)PFC电源。它包括PFC、IIC谐振式变换器和DC/DC变换器这三级单元电路,适用于100W以上的大功率电源适配器。若将PFC、LLC集成在一个芯片中(例如PFC+LLC控制器PIC810PG),则属于单级式PFC电源。


3.PFC工作模式的选择


PFC的拓扑结构有两种工作模式,一种是在连续导通模式(CCM)下工作的升压变换器,其特点是PFC电感上的电流处于连续状态,因此输出功率大,适用于200W以上的电源适配器。另一种是临界导通模式(CRM)升压变换器,其特点是PFC电感的电流处于连续导通与不连续导通的边界,可采用价格低廉的芯片,电路简单,便于设计,并且没有功率开关管的导通损耗,适用于100W以下的电源适配器。


对于100~200W的电源适配器,可根据整个电源系统的综合指标来确定究竟采用连续导通模式,还是临界导通模式。

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