傳統Boost PFC和無橋PFC的工作原理及狀態

由于無橋PFC拓撲主要為提高效率（省掉了整流橋及其損耗），但相對傳統Boost PFC，在成本（所用MOS管和快速二極管多一倍）、控制（相對復雜）和EMC方面（EMI和surge需要額外處理才能滿足要求）不具優勢，因此該電路適合于對效率要求較高的模塊，對效率要求不高的仍推薦使用傳統Boost PFC電路。

圖2 基本無橋PFC電路原理圖

如圖2所示，為基本無橋PFC電路原理圖，可以看成由兩組對稱的傳統Boost電路組成，其分別由L1/Q1/D1（圖2中綠色部分，這里稱為支路1）和L2/Q2/D2（圖2中藍色部分，這里稱為支路2）構成。由于去掉了整流橋，因此帶極性的交流輸入直接加到了Boost電路上，兩組Boost電路在正負半周內分時工作（這里稱為PWM工作態），同時在不處于PWM工作態時，其MOS管和電感需要為處于PWM工作態的電路提供電流回到電源的通路，這里稱為續流態。具體工作過程分析如下：

在交流輸入正半周內（即L電壓和N電壓關系是Vl>Vn），此時交流輸入電流也為正，支路1的MOS管Q1處于PWM工作態，同時支路2的MOS管Q2續流，一直導通（可以通過MOS管，也可以通過其體二極管，取決于其控制方法）；圖3給出了在正半周內，Q1導通和關斷時的電流流向，從圖3可以看出，正半周Q1處于PWM工作狀態，Q2一直續流實現了PFC功能。

在交流輸入負半周，同理可以分析出相關工作狀態。圖4給出了在負半周內，Q2導通和關斷時的電流流向，從圖4可以看出，負半周Q2處于PWM工作狀態，Q1一直續流實現了PFC功能。

圖3 交流輸入正時，Q1導通和關斷時電流流向

圖4 交流輸入負時，Q2導通和關斷時電流流向

通過分析傳統Boost PFC和無橋PFC的工作原理及狀態，我們可以得到表1所示差異。在器件使用個數上，無橋PFC省掉了一個整流橋，但MOS管和快速二極管需要多用一倍，在成本上處于明顯劣勢；同時通過導通和關斷時的電流路徑可以知道，無橋PFC用“1個體二極管或MOS管”的損耗代替了傳統Boost PFC的“2個整流二極管”的損耗，可明顯提高效率。

表1：傳統Boost PFC和無橋PFC對比

審核編輯：劉清