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  • PFC電路的基本結構與工作原理
    • 發(fā)布時間:2021-01-23 17:59:45
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    PFC電路的基本結構與工作原理
    下圖所示電路為加入PFC電路的基本結構和工作原理。通過比較,我們可以比較明確看出PFC電路在電源電路結構中的位置和作用。盡管PFC電路的具體形式繁多,不盡相同,工作模式也不一樣(CCM電流連續(xù)型、DCM不連續(xù)型、CRM臨界型),但基本的結構大同小異,大部分都是采用升壓的boost拓撲結構,因為這種電路形式優(yōu)點比較多。這也是一種典型的升壓開關電路,基本的思想就是前面說的把整流電路和大濾波電容分割,通過控制PFC開關管的導通使輸入電流能跟蹤輸入電壓的變化。工作原理并不復雜,徹底搞清楚這個基本電路的原理,就能觸類旁通,給獨立分析電路打下基礎。在這個電路中.PFC電感L在MOS開關管0導通時儲存能量,在開關管截止時.電感L上感應出右正左負的電壓,將導通時儲存的能量通過升壓二極管Dl對大的濾波電容充電,輸出能量,只不過其輸入的電壓是沒有經(jīng)過濾波的脈動電壓。值得注意的是,平板電視大部分PFC電感L上大都并聯(lián)著一個二極管D2,該二極管D2具有保護作用。
    大家知道:PFC電路后面大的儲能濾波電容C和PFC電感L是串聯(lián)的,由于電感L上的電流不能突變,就對大的濾波電容C的浪涌電流起了限制作用。
    并聯(lián)保護分流二極管D2.由于沒有電感的限制作用,對濾波電容的沖擊反而會更大,但它可以保護升壓二圾管,特別是PFC開關管。Dl是快速恢復二極管(由于開關管是在電感電流不為零的時候關斷的,需要承受更大的應力,要求二極管有極低甚至為零的反向恢復電流),承受浪涌電流的能力較弱。減小反向恢復電流和提高浪涌電壓承載力是相互牽制的,而D2所采用的是普通的整流二極管,承受浪涌電流的能力很強,如1N5407的額定電流3A.浪涌電流可達200A。
    該保護二極管D2表面上降低的是對PFC電感和升壓二極管的浪涌沖擊,但實際上還有一個重要的作用:保護PFC開關管。
    在開機的瞬間,濾波電容的電壓尚未建立,由于要對大電容充電.通過PFC電感的電流相對比較大。如果在電源開關接通的瞬間是在正弦波的最大值時,對電容充電的過程中PFC電感L有可能會出現(xiàn)磁飽和的情況,此時PFC電路工作就麻煩了,在磁飽和的情況下,流過PFC開關管的電流就會失去限制,燒壞開關管。為防止悲劇發(fā)生,一種方法是對PFC電路工作的工作時序加以控制,即當對大電容的充電完成以后,再啟動PFC電路:另一種比較簡單的辦法就是在PFC線圈到升壓二極管上并聯(lián)一只二極管旁路。啟動的瞬間,給大電容的充電提供另一個支路,防止大電流流過PFC線圈造成飽和,過流損壞開關管,保護開關管,同時該保護二極管D2也分流了升壓二極管D1上的電流,保護了升壓二極管。另外,D2的加入使得對大電容充電過程加快.其上的電壓及時建立,也能使PFC電路的電壓反饋環(huán)路及時工作,減小開機時PFC開關管的導通時間.使PFC電路盡快正常工作。‘所以,綜上所述,以上電路中二極管D2的作用是在開機瞬間或負載短路、PFC輸出電壓低于輸入電壓的非正常狀況下給電容提供充電路徑,防止PFC電感磁飽和對PFCMOS管造成的危險,同時也減輕了PFC電感和升壓二極管的負擔,起到保護作用。在開機正常工作以后,由于D2右面為B+PFC輸出電壓,電壓比左面高,D2呈反偏截止狀態(tài),對電路的工作沒有影響,D2可選用可承受較大浪涌電流的普通大電流的整流二極管。在有些電源中,PFC后面的電容容量不大,也有的沒有接入保護二極管D2,但如果PFC后面是使用大容量的濾波電容,此二極管是不能減少的,對電路的安全性有著重要的意義。 
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