功率因数校对 (PFC) 是输入功率不低于75 W的AC-DC转化器的一项强制要求。在某些消费运用(如LED照明) 中,要求在低至5 W的功率下进行某些方法的PFC。在低功 率下,可运用为操控线路频率而规划的无源元件完成校对目 的。但在高功率下,无源解决方案
会变得适当“粗笨”而昂 贵;运用高开关频率有源器材可减小所需无源元件的尺度。 有源PFC的规范完成方法是输入整流器后跟升压转化 器。虽然新式拓扑正逐渐取得承受,但升压PFC仍然是首要解决方案,本文将对其进行进一步研讨。
表1 80 Plus功率和PFC认证规范。
在服务器和核算机电源中,PFC仅仅很多要求的一个方面。别的还存在通称为80 Plus的其他要求,其间包含从 Standard 80 Plus直至Titanium 80 Plus的不同体系功率等级,如 表1所示。从体系功率方面的这些严厉规范可以看出,为应 用挑选最佳器材甚至对
经验丰富的规划工程师也显然是个挑 战。终究规范当然是体系的实践功能。但由于现在市场上 具有多种不同电压和封装的MOSFET可供挑选,所以经过实 验来评价一切器材是不切实践的,由于具有代表性的样本 或许过于巨大。有些规划工程师简略地从既 定可选产品中挑选RDSON最低的器材,但 这总是导致贵重和非最理想的解决方案。其 他许多规划工程师则依靠所谓的品质因数(FOM)。
传统的FOM一直是RDSON x QG之积,这 确保了导通损耗与开关损耗之间的平衡。有 人经过运用其他参数(如MOSFET的QGD或 QOSS而非QG)或在等式中增加其他项提出了 FOM的若干变体。惋惜的是,惯例FOM的提出都不是为 了猜测规划工程师所垂青的实践功能。等式 中没有代表作业条件的项,如开关频率、栅 极驱动,甚至输出电流或功率。并且,任何开关器材的总损耗都是导通损耗和开关损
(a)
(b)
图1 根底PFC升压电路 (a) 及其临界和接连形式 (b) 的简化 PFC 波形
的器材参数化数据、电路参数常识和杂乱的数学方程式。但咱们在这儿的意图不是进行高精度的损耗核算,而是使这种 核算方法易于为大多数规划工程师运用,使他们可以经过比 较少数的器材参数来挑选最佳器材。升压FPC的根底电路及其规范波形如图1所示。这儿, 咱们在作业形式上挑选接连电流形式 (CCM)。剖析包括的 功率规模为100 W(笔记本电脑沟通-直流电源适配器的典型 值)至500 W(台式机“银盒”电源的典型值)。关于任何运用中的功率MOSFET,其各项损耗如下所列: