更新于2018-11-30
各位电源工程师朋友们 大家好 我是邵革良 从这一讲开始 我们开始讲解 PFC 电源设计与电感的设计计算里面的第一部分 第一个讲解 就是常见的 PFC 电路以及它的特点 我们这个 PFC 电路和特点 我们分两讲来讲 今天是讲第一讲这一讲的主要内容是四个方面 第一个就是我会介绍一下 连续电流模型和临界电流模型 它的特点和区别 那么第二个呢 再去介绍我们单路的 PFC 和交错并联 PFC 那么紧接着就是无桥 PFC 我们为了提高 PFC 的电源效率 所以一定要把前面这一个整流桥去掉 整流二极管的压降很高 所以这一个部分把它去掉之后呢 来改善我们 PFC 的运行的效率 所以无桥 PFC 我们会使用得越来越广泛 最后呢 会介绍一下单路单相的 PFC 和三相 PFC 主要是这四个方面 那么讲到 PFC 电路呢 其实我们有个概念 非常希望大家去了解或者是理解 我们很多电源工程师 一上来就说 PFC 电路上 讲到 PFC 马上就会说 它主要是一个升压 把这个电压稳定住 达到比如输出单相输入的时候 达到一个 380V 或者 400V 左右的直流 然后给后面供电 所以我们想到 PFC 的时候 往往脑袋里有这么一个印象 其实这就有一点 忘掉了 PFC 这个电路是为什么出来的 为什么要用 我们讲到电源 其实供电都是交流电就是交流的电源供电 我们有一个整流电路 最后变成一个直流了 最后我们给负载供电 无论是 DC/DC 后面的 DC/DC 逆变 或者说我们把 DC/AC 变成了交流电输出 像这个给电机驱动 压缩机驱动 或者是给其他的一些变成一个 UPS 交流的输出 不管怎么变 我们都是需要把这个交流电 50Hz 的交流电 把它整流变成直流 最终利用了这个直流 来进行各种各样的高频的变换 所以为什么要引入 PFC 不要行不行 其实从我们在后面这个电路里面 在负载使用的时候我们要的是一个直流电 但是我们电网进来的肯定是 50Hz 或 60Hz 的交流电 所以一定要把交流电整流变成直流 那其实不要 PFC 一样好用 而且电磁兼容的问题还简单了 就是直接把它整流滤波就好了 问题就是什么呢 就是我们整流这个整流滤波之后 比如说我这个整流直接接了一个电解电容 比如说我这个整流直接接了一个电解电容
在这滤波 那么大家可以看到我们这个波形 这一个正弦波波形是我们输入的电源电压 就正弦波的电压 这个黑的颜色实际上是我们这个电容器的电压波形 就是有点带点纹波的直流 已经变成直流了 这个时候我们看输入的 iAC iAC 的波形你会发现 它实际上是一个锯齿波一样的东西 为什么是这样呢 就是说在我们输入的电源电压的时候 低于输出 Vc 这个电压 它实际上是没有电流往里面流的 没有电流往里面流的这个电流是零 等到这个电压开始超越后面电压的时候 通过这个二极管 强制就相当于为零的时候 就相当于强制短路了 就是直接给电容器大电流的灌封 所以电流瞬间就提升到很高 那么直接就灌进去了 灌进去之后随着电压继续往上涨 这个电容充电电压往上拉的时候 电流就会往下降了 那么达到最高电压点的时候 正弦波最高电压点等于充电充满了 那么下来就掉下来就没有电流了 所以必然会形成一个类似这样的三角形的 锯齿波这样的东西 形成这样的电路呢 其实对我们的后期来讲是根本不在乎的 问题在于什么呢 如果我们形成这样的一个波形 不是电流波形 不是一个正弦波 按照我们高等数学里面学过 傅里叶变换 也就是说任何一个周期性的函数 我们都可以把它分解成由一次 有基波 就是一次的 我们说的这个一次就是 50Hz 如果整流之后把它翻上去就是 100Hz 就是说有 100Hz 还有若干个无限多次的 高次谐波的一个组合 也就是说如果两次 100Hz 就变成了 200Hz 了 三次就变成了 300Hz 了 那也就是说它任何一个这样的函数 周期性的函数都可以被 分解成 一次的两次的三次四次一直到 N 次 由这样的波形的组合 最后的组合之后 就变成了我们出来这种稀奇古怪的 这种电流波形 但是当然了 周期性函数是理想的周期性函数 它是没
