有源PFC電路上各個元件的作用
發布時間：2020-11-30
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以UCC38050為例，我們一起來了解有源PFC電路上各個部件的作用。
1、整流橋
用于將交流電轉換成脈動的直流電，整流前后的波形如下圖所示，全波整流相當于將負半軸的波形上翻，整流后的電壓只有正半軸，已經接近于直流電。
2、輸入電壓檢測電路
輸入電壓檢電路用于檢測整流后的輸入電壓，經過兩個阻值較大的電阻分壓，在經過一個小電容濾波，可以得到一個直流電壓，此直流電壓的大小同比例的反映了輸入電壓的大小，許多PFC芯片需要再輸入電壓達到一定值才能正常工作。
3、芯片供電電路
芯片供電電路用于為PFC芯片供電，UCC38050芯片的供電分為兩個部分，一部分通過限流電阻從整流橋后直接取電，這是芯片初始化時主要的用電來源。另一部分通過電感耦合，經過一個開關二極管和限流電阻后給芯片供電，這個供電電路是芯片正常工作以后的主要供電來源。
4、電感/變壓器
在一部分PFC電路中，這就是一個純電感，有的電路里這是一個變壓器。變壓器比電感多出來的一組或幾組次級繞組一般用作輔助供電或者檢測，例如在UCC38050的應用中，次級繞組主要用于給芯片供電。初級的繞組可以簡化成一個電感，在這里利用了電感電流不能突變的特性讓電路的電流保持連續性。
5、MOS管與限流電阻
MOS管就是一個開關器件，通過快速的開關（幾十到幾百KHz）對整流后的波形進行斬波，這個過程將50Hz的波形轉換成了一個高頻的波形，斬波后的波形如下圖所示。
6、輸出電壓檢測電阻
輸出電壓檢測電阻對輸出電壓進行檢測，以此作為PFC芯片輸出PWM占空比的依據。
7、開關二極管
開關二極管在這里作為一個整流器件，利用的是它的單相導通性。
8、濾波電容
濾波電容的作用就是濾波，直接并聯在PFC電路的輸出端，大小從幾十到幾百uF不等，具體的大小主要由斬波的頻率和輸出功率決定，耐壓值一般在400V以上。
9、電流補償電路
在芯片中，COMP腳接跨導誤差放大器的輸出。回路補償元件連接在該引腳和接地之間，通過充放電對斜坡電流進行補償。
補充敘述：
PFC電路實際上也是一個開關電源電路，拓撲結構與BOOST電路的拓撲結構相同，PFC電路將整流后的電壓升壓到接近400V。
BOOST電路拓撲結構
如果沒有PFC電路，在整流橋后直接接上濾波電容，將會有以下幾個缺點：
（1）由于工頻50Hz屬于低頻，那么想要得到一個直流電壓就需要相當大的一個濾波電容，這樣電源的體積就會變大。PFC電路通過快速的斬波將低頻轉換成了高頻，這樣就可以縮小濾波器件的體積。
（2）如果沒有PFC，經過整流后的電流直接流入容量較大的濾波電容，整流橋二極管的導通角就很小，只在波峰或者波谷的時候才有電流流入電容，而且流入的電流相當大。這樣電壓的相位和電流的相位相差較大，而且電流是脈動的，高次諧波較多，對供電系統會造成一定的干擾。
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