- 有源PFC(主动PFC)
主动功率因数校正:
主动功率因数校正或有源功率因数校正(active PFC)是指可调整负载的输入电流,改善功率因数的电力电子系统,其主要目的是使输入电流接近纯电阻式负载的电流,使其视在功率等于有功功率。理想状态下其电压和电流相位相同,而其产生或消耗的无功功率为0,使电源端可以最有效率的传递能量给负载。而我们公司所销售的台湾明纬开关电源有机壳型(RSP)、导轨型(NDR、SDR)等多种机型都具有PFC功能。
有源PFC电路的原理
有源PFC(APFC)电路的工作原理很简单,这里以BOOST电路为例。
BOOST的驱动方式是最简单的(源极接地,无需自举和隔离),而且还能提供一定的升压能力。在大部分开关电源中仍采用此电路,其效率峰值为97%。大功率或要求更高的应用场景已经采用其他拓扑。
在全桥输出后接一个电感是作为储能作用的
当开关管开通时。交流电流只通过电感,电感的电流上升。
当开关管关闭时,储存在电感中的电流通过二极管向电容和负载供电。
所以Mosfet无论是开还是不开,都一直有电流。不存在断流的情况。
那里简单的来讲,这个电感和开关管可以保证 电感支路 中一直有电流。而不会出现全桥整流电路中断流的情况,这就是提高了功率因素。
有源 PFC 电路则有很好的效果, 基本上可以完全消除电流波形的畸变, 而且电压和电流的相位可以控制保持一致, 它基本上完全解决了功率因数、 电磁兼容、 电磁干扰的问题, 但是电路非常的复杂。
有源PFC电路的控制方法
控制的目标如下:1.恒压 2.电压电流同相位
单纯的恒压控制大家都知道,采样输出电压,和参考值做对比,然后通过PI给出占空比就恒压。
保证电压电流同相位呢?
也很简单,采样输入电压,以输入电压作为参考信号来进行控制
PFC电路的作用在于提高功率因数。
(图片来源于互联网)
主动式 PFC 的优点:
校正效果远优于欧洲的 EN 谐波规范, 即便未来规格更趋严格也都能符合规定。 随着
IC 零件需求增加, 成本将随之降低。
较无原料短缺的风险。
较被动式专业的解决方案。
能以较低成本带来全域电压的高附加价值。
功率因数接近完美的 100%, 使电力利用率极佳化, 对环保有益。
因应未来 CPU 发展趋势, 输出瓦特数(电力) 要求将越高, 主动式 PFC 因成本不随输出瓦
特数增加而上升, 故拥有较好竞争力
有源功率因数校正电路组成
有源功率因数校正 APFC 是抑制电流谐波, 提高功率因数最有效
的方法, 其原理框图如图 1 所示。 交流输入电压经全波整流后, 再经
DC/DC 变换, 通过相应的控制使输入电流的平均值自动跟随全波整流
电压基准, 同时保持输出电压稳定。 APFC 电路有两个反馈控制环: 输
入电流环使 DC/DC 变压器的输入电流与全波整流电压波形相同, 输出
电压环使 DC/DC 变换器的输出电压稳定。
如何区别主动式功率因数校正?
知道了主动式功率因数校正(Active Power Factor Correction) 的好处后, 使用者最想
知道的是如何区分真的具有主动式功率因数校正功能的电源供应器。 在此提供几项简单评
量的方式:
看文字叙述:
准确率 90%以上。 因为功率因数校正是很有用的功能, 厂商当然希望能藉此吸引消费者, 所以有此功能的必定会用文字描述。 所以有看到"功率因数校正"、 "Power FactorCorrect" 或 "PFC" 这些字眼的产品, 都是有功率因数校正功能的。 同理, 因为主动式的较被动式的功率因数高, 厂商没有理由不大书特书一番, 所以基本上没说明为主动式的功率因数校正产品必定为被动式的。
看规格书:
准确率 100%。 若有功率因数校正功能, 在其产品规格书中应该可以看到功率因素(PowerFactor, PF) 的值, 我们知道 PF 值要大于 90%以上才是主动式的功率因数校正。
看电源外观:
准确率 50%。 在目前所知的技术下, 具有主动式功率因数校正的电源供应器, 不会有电压切换开关(多为红色) , 其输入电压必须是全域电压(Full range/ universal freeinput) 或固定电压, 而不能是切换电压。 所以如果你看到有电压切换开关。 就不会有主动式功率因数校正的功能。 但相反的, 并不是所有无电压切换开关(多为红色) 的电源都有主动式功率因数校正功能, 所以使用此法的准确率只有5 0 %, 建议应与前两项指针交互印证。
参考链接:
1.https://www.rohm.com.cn/electronics-basics/dc-dc-converters/dcdc_what2
2.https://www.eetree.cn/wiki/ps_design_case
3.https://www.51wendang.com/doc/0fd6704dc3141d949cd4671c
4.https://www.ti.com.cn/sitesearch/zh-cn/docs/universalsearch.tsp?langPref=zh-CN&searchTerm=%E5%BC%80%E5%85%B3%E7%94%B5%E6%BA%90%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%9F%A5%E8%AF%86&nr=592#q=开关电源基础知识&numberOfResults=25
5..https://baike.baidu.com/item/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%94%B5%E5%8E%8B%E8%B0%83%E8%8A%82%E5%99%A8/2477509?fr=aladdin
6..https://www.elecfans.com/news/1756136.html
7..https://blog.csdn.net/weixin_33859231
8..https://blog.csdn.net/qq_24835087
9..http://power-ic.szczkjgs.com/news_show_148303.htm
10..https://www.doc88.com/p-406269005916.html
11..https://www.doc88.com/p-1025429257354.html?s=like&id=2
12..https://blog.csdn.net/weixin_29504817/
13..https://www.doc88.com/p-545678535444.html
14.https://www.eefocus.com/baike/503079
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