PFC电路,碳化硅二极管

PFC电路简介

PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意义是“功率因数校订”，功率因数指的是有用功率与总耗电量（视在功率）之间的干系，也便是有用功率除以总耗电量（视在功率）的比值。根基上功率因数可以或许权衡电力被有用操纵的水平，当功率因数值越大，代表其电力操纵率越高。

功率因数是用来权衡用电装备用电效力的参数，低功率因数代表低电力效力。为了进步用电装备功率因数的手艺就称为功率因数校订。

计较机开关电源是一种电容输出型电路，其电流和电压之间的相位差会形成互换功率的丧失，此时便须要PFC电路进步功率因数。今朝的PFC有两种，一种为自动式PFC（也称无源PFC）和自动式PFC（也称有源式PFC）。

PFC电路根基布局和任务道理

图1为未插手PFC电路的整流电路的道理方框图，图2为任务波形。经由过程阐发，咱们可以或许看出．未插手PFC电路的整流电路不变任务今后，只要在市电电压的正负峰值四周二极管才导通，发生脉冲电流。形成离线电源功率因数下降的缘由在于电流的导通角太小，在半个周期内远远小于180°，进步功率因数就要想法使电流的波形在全部周期内追踪电压的波形。

既然形成导通角太小的缘由是整流器前面接人的大容量滤波电容，有源PFC电路根基思惟便是在整流器和大容量滤波电容之间插手一级低级调剂，把二者停止断绝，此PFC低级调剂变更器输出一个根基不变的DC电压，同时其输出电流能根据和市电一样的正弦纪律变更。

PFC电路,碳化硅二极管

图3所示电路为插手PFC电路的根基布局和任务道理。经由过程比拟，咱们可以或许比拟明白看出PFC电路在电源电路布局中的地位和感化。虽然PFC电路的详细情势单一，不尽不异，任务情势也不一样（CCM电流持续型、DCM不持续型、CRM临界型），但根基的布局迥然不同，大局部都是接纳升压的boost拓扑布局，因为这类电路情势长处比拟多。这也是一种典范的升压开关电路，根基的思惟便是前面说的把整流电路和大滤波电容朋分，经由过程节制PFC开关管的导通使输出电流能跟踪输出电压的变更。

任务道理并不庞杂，完整搞清晰这个根基电路的道理，就可以或许举一反三，给自力阐发电路打下根本。在这个电路中，PFC电感L在MOS开关管0导通时贮存能量，在开关管停止时，电感L上感到出右正左负的电压，将导通时贮存的能量经由过程升压二极管Dl对大的滤波电容充电，输出能量，只不过其输出的电压是不颠末滤波的脉动电压。值得注重的是，平板电视大局部PFC电感L上大都并联着一个二极管D2，该二极管D2具备掩护感化。

PFC电路,碳化硅二极管

单级PFC电路与两级PFC电路区分

（一）两级型的PFC电路

两级PFC 电路由一个功率因数调理器（PFC）和DCIDC 变更器串连而成，以下图所示。前者首要担任正弦化输出电流，使电压电流同相位，后者首要担任调剂输出电压，经由过程DCDC 变更获得可以或许操纵的电压。

这类范例拓扑的长处有：可以或许在获得高输出功率因数与低输出电流谐波的同时，获得较好的输出电压特征，比方较小的输出电压纹波，较快的输出电压调剂率等：可以或许在完成输出、输出绝缘的同时完成较长的掉电保持时候; 电路中的能量存储电容的电压可控。可是电路较为庞杂，因为能量要被处置和通报两次，是以零件效力较低，须要两套节制电路，本钱较高。它的操纵场所首要有：后级电路对PFC 电路的输出特征请求较高时，或全部产物对输出电流品质请求较高的场所“”。普通研讨中，只对前一级停止研讨，使电路的功率因数尽可以或许靠近1，削减谐波对电网的净化，后一级只是对前一级的输出电压做一变更，获得人们平常糊口中所要用的电压。

在本文中，首要研讨两级功率因数校订电路的功率因数校订级，使功率因数到达请求的同时，不变输出电压，以便前面DCDC变更。

PFC电路,碳化硅二极管

（二）单级型的PFC电路

同两级PFC 电路比拟，单级型的PFC 电路将PFC级和DC/DC级组合在一路，只要一个开关和一套节制电路，同时完成对输出电流的整形和对输出电压的疾速调理530。以下图所示，节制电路的感化是完成对输出电压的调理，获得不变的直流输出电压，请求电路必须具备固有的PFC 功效，即在错误PFC停止节制的环境下，输出电流可以或许完整或局部跟从输出电压的正弦变更。

尽人皆知，在牢固占空比时，任务在DCM 情势的BOOST，BUCK-BOOST，SEPIC，CUK，ZETA 等变更用具备固有的PFC 功效。为了简化电路，大局部单级PFC变更器都是接纳BOOST或BUCK-BOOST变更器，任务在DCM情势，完成输出电流整形（Input-Current-Shaping ICS）。

PFC电路,碳化硅二极管

PFC电路图

PFC电路,碳化硅二极管

PFC电路公用碳化硅二极管-可易亚（KIA）半导体

PFC电路公用碳化硅二极管型号以下：

Part Numbe	IF（A）	VRM（V）	VF@IF(V)25℃	Package
KIA4953	-5.3	.30	0.063	TO-220-2
KIA9435	-5.3	-30	0.06	TO-220-2
KIA7P03A	-7.5	-30	0.018	TO-220-2
KIA4435	-10.5	-.0	0.018	TO-220-2

KIA半导体碳化硅二极管产物特色

KIA半导体设想出产的碳化硅二极管具备较短的规复时候、温度对开关行动的影响较小、规范任务温度规模为-55℃到175℃，大大下降散热器的需要。碳化硅二极管的首要上风在于它具备超快的开关速率且无反向规复电流，与硅器件比拟，它可以或许大大下降开关消耗并完成出色的能效。更快的开关速率同时也能让制作商减小产物电磁线圈和相干无源组件的尺寸，从而进步组装效力，加重体系分量，并下降物料（BOM）本钱。