一、PFC电路基本功能
PFC电路通过精准控制输入电流波形,使其与输入电压波形保持同步,从而优化功率因数并削减谐波含量。功率因数定义为输出有功功率与输入视在功率的比率,功率因数越高,表明电力在传输与转换过程中的效率也越高,能源的利用更加充分。
二、PFC电路图构成
整流桥:承担将交流电转换为脉动直流电的任务,为后续电路处理奠定基础。
滤波电容:对整流后的脉动直流电进行滤波处理,降低电压波动幅度,提升电能质量。
Boost电路:由电感、开关管(如MOSFET)、二极管和输出电容协同构成。开关管依据控制信号周期性开关动作,实现电压升压功能,并参与功率因数校正过程。
控制部分:涵盖电压误差放大器、乘法器、电流误差放大器、PWM控制器等组件。负责实时监测输入电压和电流,精准计算功率因数,并据此调节开关管状态,确保输出电流与输入电压同步。
三、PFC电路工作流程
电压电流检测:实时检测输入电压和电流信号,并将其传输至控制部分进行分析处理。
功率因数计算:根据检测到的电压和电流数据,运用特定算法计算当前功率因数,为后续调整提供依据。
电流相位调整:控制部分依据计算得出的功率因数,智能调控开关管状态,改变输出电流相位,使其与输入电压相位达成同步,这是提升功率因数的关键步骤。
输出电压稳定:持续监测输出电压,借助电压环和电流环的双闭环控制策略,确保输出电压稳定在设定范围内,保障后续电路及负载的正常运行。
四、PFC电路类型


被动式PFC(无源PFC):包含电感补偿式和填谷电路式两种。电感补偿式通过在整流桥堆和滤波电容间接入适配电感量,借助电感特性减小交流输入基波电流与电压相位差,提升功率因数;填谷电路式借助整流桥后的填谷电路增大整流管导通角,填平谷点,使输入电流波形从尖峰脉冲转变为近似正弦波,该方式电路构造简单,功率因数补偿效果显著。
主动式PFC(有源式PFC):由电感电容及其元器件构成,依托专用IC精准调控电流波形,对电流电压间相位差进行补偿。主动式PFC还可充当辅助电源,其输出直流电压纹波极小,电能质量高。
五、典型主动式PFC电路关键元件


功率MOSFET开关管:通常在一次侧散热片上安置两颗,分别标记源极(Source)、漏极(Drain)、栅极(Gate)以便识别与连接。
PFC二极管:采用与功率晶体管类似封装技术的功率二极管,仅具两根针脚,同样安装在一次侧散热片上。
电感与滤波电容:电感为电源中体积最大的电感元件;一次侧滤波电容则是主动式PFC电源一次侧部分最大的电解电容,二者对电路性能起关键支撑作用。
NTC热敏电阻:根据温度变化自动调节电阻值,与二级EMI中的NTC热敏电阻功能相似,用于温度补偿与电路保护。
主动式PFC控制电路:基于一颗IC整合电路,部分整合电路可同步管控PWM电路,此类整合电路被统称为“PFC/PWMcombo”,实现对开关管闭合的精准控制,确保整个PFC电路高效稳定运行。
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