無橋PFC電路越來越多被采用

PFC(Power Factor Correction)即功率因數校正，通過調理使電網電壓和輸入電流同相位并減小高次諧波，有利于降低用電設備對電網的影響并提高電網利用率，已經成為很多電網輸入應用場合的基本要求。

常用的有橋PFC為boost PFC電路，如圖1所示，在整流橋之后使用一個boost電路完成功率因素校正和輸出電壓穩定的功能。選用boost電路的一個重要原因就是boost電路具有驅動簡單的特點。對于這種有橋boost PFC電路可以采用TI的低邊驅動芯片，如UCC27524,UCC27517等。這種驅動芯片相對于分立器件方案，具有驅動電流大，驅動速度快，尺寸更小，可靠性更高的特點，目前廣泛應用于各種通信電源模塊，家用空調等場合。

圖1

隨著電力電子技術的發展，人們對功率變換器效率的要求也越來越高。無橋PFC電路也越來越多被采用。常規無橋boostPFC電路如圖2所示，在正半周期時，Q1作為高頻開關，Q2作為低頻開關。但是此電路的共模EMI 性能較差，并沒有被廣泛采用。電路通過演變產生dual boost 無橋PFC（圖3）和雙向開關型無橋PFC（圖4）。對于dual boost PFC 電路，低頻續流回路為肖特基二極管D3 和D4, 對于雙向開關型無橋PFC，正半周期D1,D4導通，負半周期D2,D3導通，大大降低了共模EMI 干擾。由圖可見，常規無橋boost PFC 和改進型的dual boost PFC驅動較為簡單，可以使用低邊驅動芯片如UCC27524。對于雙向開關型無橋PFC，驅動較為復雜，開關管Q1,Q2是共源極接法，因此可以使用TI 隔離驅動芯片UCC5310/UCC5320同時驅動兩顆開關管，也可以使用兩路隔離驅動芯片UCC21520分別驅動兩顆開關管。

圖2

圖3

圖4

圖5也是由常規無橋PFC演變來的，我們稱之為圖騰柱式無橋PFC，相對于改進型dual-boost 和雙向開關無橋PFC，省去了兩顆二極管，節省了成本。其中二極管D1,D2走低頻信號，兩個 開關管Q1,Q2為高頻管，開關管體二極管的反向恢復特性會影響整機效率，因此該電路被更多應用于DCM和CRM 模式，或者使用GaN 開關管實現的CCM 模式電路。開關管的驅動方案可以考慮使用TI 高壓半橋驅動芯片如UCC27712，或者使用TI隔離驅動芯片如UCC21520（UCC21520自舉供電電路可以參考datasheet里的典型原理圖）。

圖5

TI擁有豐富的MOSFET，IGBT驅動芯片，包括低邊驅動，半橋驅動，隔離驅動等等，在PFC電路中被廣泛應用。

審核編輯：何安