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  • 学习课程
  • 授课教师
  • 课后答题
陆冰
德州仪器系统工程师 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)
陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器,专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发,包括PFC,LLC,同步整流,反激电路,全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)。
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无桥PFC
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课程介绍
功率因数校正
  • 总章节:9
  • 课程时长:01:30:33
在AC/DC变换中,为了提高电能传输的效率,以及减小电网的应力,功率因数校正被广泛的应用着。这章课程介绍了功率和功率因数的基本定义。基于Boost电路,讲解了各种实现功率因数校正的方法及控制模式。通过对CCM和CRM两种不同的控制方法的分析,我么可以了解PFC电路的基本工作原理和设计方法。
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陆冰
德州仪器系统工程师 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)
陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器,专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发,包括PFC,LLC,同步整流,反激电路,全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及 德州仪器技术委员会资深委员 (SMTS)。
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00:00
PFC电路中整流桥损耗
1. PFC电路中的整流桥损耗可以用正弦电压和电流的有效值来表示。 2. 整流桥的导通损耗是两倍二极管的导通压降乘以输入电流的平均值。 3. 整流桥的损耗与输入电压成反比,输入电压越低,损耗越高。 4. 当输入电压为90伏时,整流桥导通损耗造成的效率损失超过2%。 5. 整流桥损耗的降低会降低电路的效率。
1. PFC电路中的整流桥损耗可以用正弦电压和电流的有效值来表示。 2. 整流桥的导通损耗是两倍二极管的导通压降乘以输入电流的平均值。 3. 整流桥的损耗与输入电压成反比,输入电压越低,损耗越高。 4. 当输入电压为90伏时,整流桥导通损耗造成的效率损失超过2%。 5. 整流桥损耗的降低会降低电路的效率。
01:55
PFC电路中整流桥损耗解决方案
有两种方式可以解决整流桥导通损耗的问题。一种是使用同步整流管代替二极管整流桥,但是这种方式在高压电路中控制驱动比较复杂。另一种方式是通过改变电路的拓扑结构来减少导通损耗,但是这种方式成本较高。
有两种方式可以解决整流桥导通损耗的问题。一种是使用同步整流管代替二极管整流桥,但是这种方式在高压电路中控制驱动比较复杂。另一种方式是通过改变电路的拓扑结构来减少导通损耗,但是这种方式成本较高。
02:25
无桥功率因素校正
1. 双Boost的PSC采用了两个开关管和两个二极管,省去了整流桥。 2. 在正半周时,开关管导通,与左边的桥臂开关管和二极管形成Boost电路。 3. 在负半周时,开关管变为二极管持续导通,右边的桥臂变成一个Boost。 4. 在传统的Boost的PFC中,需要流过三个功率器件,而双Boost的PSC中只需要流过两个功率器件。 5. 这种结构可以减小导通损耗,节省一个二极管的压降。
1. 双Boost的PSC采用了两个开关管和两个二极管,省去了整流桥。 2. 在正半周时,开关管导通,与左边的桥臂开关管和二极管形成Boost电路。 3. 在负半周时,开关管变为二极管持续导通,右边的桥臂变成一个Boost。 4. 在传统的Boost的PFC中,需要流过三个功率器件,而双Boost的PSC中只需要流过两个功率器件。 5. 这种结构可以减小导通损耗,节省一个二极管的压降。
04:37
导通损耗比较
双Boost的PFC降低了导通损耗近一半,在90伏输入时效率提升了近1%。同步整流可以进一步降低损耗,但效果不明显,因为开关管需要同时进行开关和整流动作。导通电阻低会对开关损耗造成影响,因此同步整流效果不明显。
双Boost的PFC降低了导通损耗近一半,在90伏输入时效率提升了近1%。同步整流可以进一步降低损耗,但效果不明显,因为开关管需要同时进行开关和整流动作。导通电阻低会对开关损耗造成影响,因此同步整流效果不明显。
05:26
共模噪声的问题
双桥PFC降低了导通损耗,但也带来了共模噪声的问题。传统的PFC中,输入的整流桥总是导通的,输出电压对大地是稳定的,只有开关节点的寄生电容会产生共模噪声。但在双桥配置的PFC中,所有寄生电容都会产生共模噪声,导致双Boost PFC有更大的共模噪声问题,因此使用的人较少。
双桥PFC降低了导通损耗,但也带来了共模噪声的问题。传统的PFC中,输入的整流桥总是导通的,输出电压对大地是稳定的,只有开关节点的寄生电容会产生共模噪声。但在双桥配置的PFC中,所有寄生电容都会产生共模噪声,导致双Boost PFC有更大的共模噪声问题,因此使用的人较少。
06:20
图腾柱PFC
除了双Boost的PFC来实现无桥PFC,还可以利用图腾柱PFC。在正半周时,下管是Boost电路的开关管,上管是Boost电路的二极管;在负半周时,上管是Boost电路的开关管,下管是Boost电路的二极管。导通回路中省去了一个半导体的压降,每次只有两个功率半导体在导电。右边的两个二极管可以被替换成同步整流管来进一步减小导通损耗,而不用担心开关损耗的问题。
除了双Boost的PFC来实现无桥PFC,还可以利用图腾柱PFC。在正半周时,下管是Boost电路的开关管,上管是Boost电路的二极管;在负半周时,上管是Boost电路的开关管,下管是Boost电路的二极管。导通回路中省去了一个半导体的压降,每次只有两个功率半导体在导电。右边的两个二极管可以被替换成同步整流管来进一步减小导通损耗,而不用担心开关损耗的问题。
07:15
图腾柱PFC的局限性
图腾柱PFC存在局限性,只能工作在DCM或者TM状态,输入电流纹波大,电流应力大,功率受限。使用氮化镓的MOSFET可以工作在CCM状态,功率更高且效率更好。无桥PFC介绍了这种局限性和解决方法。
图腾柱PFC存在局限性,只能工作在DCM或者TM状态,输入电流纹波大,电流应力大,功率受限。使用氮化镓的MOSFET可以工作在CCM状态,功率更高且效率更好。无桥PFC介绍了这种局限性和解决方法。

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00:00
PFC电路中整流桥损耗
1. PFC电路中的整流桥损耗可以用正弦电压和电流的有效值来表示。 2. 整流桥的导通损耗是两倍二极管的导通压降乘以输入电流的平均值。 3. 整流桥的损耗与输入电压成反比,输入电压越低,损耗越高。 4. 当输入电压为90伏时,整流桥导通损耗造成的效率损失超过2%。 5. 整流桥损耗的降低会降低电路的效率。
1. PFC电路中的整流桥损耗可以用正弦电压和电流的有效值来表示。 2. 整流桥的导通损耗是两倍二极管的导通压降乘以输入电流的平均值。 3. 整流桥的损耗与输入电压成反比,输入电压越低,损耗越高。 4. 当输入电压为90伏时,整流桥导通损耗造成的效率损失超过2%。 5. 整流桥损耗的降低会降低电路的效率。
01:55
PFC电路中整流桥损耗解决方案
有两种方式可以解决整流桥导通损耗的问题。一种是使用同步整流管代替二极管整流桥,但是这种方式在高压电路中控制驱动比较复杂。另一种方式是通过改变电路的拓扑结构来减少导通损耗,但是这种方式成本较高。
有两种方式可以解决整流桥导通损耗的问题。一种是使用同步整流管代替二极管整流桥,但是这种方式在高压电路中控制驱动比较复杂。另一种方式是通过改变电路的拓扑结构来减少导通损耗,但是这种方式成本较高。
02:25
无桥功率因素校正
1. 双Boost的PSC采用了两个开关管和两个二极管,省去了整流桥。 2. 在正半周时,开关管导通,与左边的桥臂开关管和二极管形成Boost电路。 3. 在负半周时,开关管变为二极管持续导通,右边的桥臂变成一个Boost。 4. 在传统的Boost的PFC中,需要流过三个功率器件,而双Boost的PSC中只需要流过两个功率器件。 5. 这种结构可以减小导通损耗,节省一个二极管的压降。
1. 双Boost的PSC采用了两个开关管和两个二极管,省去了整流桥。 2. 在正半周时,开关管导通,与左边的桥臂开关管和二极管形成Boost电路。 3. 在负半周时,开关管变为二极管持续导通,右边的桥臂变成一个Boost。 4. 在传统的Boost的PFC中,需要流过三个功率器件,而双Boost的PSC中只需要流过两个功率器件。 5. 这种结构可以减小导通损耗,节省一个二极管的压降。
04:37
导通损耗比较
双Boost的PFC降低了导通损耗近一半,在90伏输入时效率提升了近1%。同步整流可以进一步降低损耗,但效果不明显,因为开关管需要同时进行开关和整流动作。导通电阻低会对开关损耗造成影响,因此同步整流效果不明显。
双Boost的PFC降低了导通损耗近一半,在90伏输入时效率提升了近1%。同步整流可以进一步降低损耗,但效果不明显,因为开关管需要同时进行开关和整流动作。导通电阻低会对开关损耗造成影响,因此同步整流效果不明显。
05:26
共模噪声的问题
双桥PFC降低了导通损耗,但也带来了共模噪声的问题。传统的PFC中,输入的整流桥总是导通的,输出电压对大地是稳定的,只有开关节点的寄生电容会产生共模噪声。但在双桥配置的PFC中,所有寄生电容都会产生共模噪声,导致双Boost PFC有更大的共模噪声问题,因此使用的人较少。
双桥PFC降低了导通损耗,但也带来了共模噪声的问题。传统的PFC中,输入的整流桥总是导通的,输出电压对大地是稳定的,只有开关节点的寄生电容会产生共模噪声。但在双桥配置的PFC中,所有寄生电容都会产生共模噪声,导致双Boost PFC有更大的共模噪声问题,因此使用的人较少。
06:20
图腾柱PFC
除了双Boost的PFC来实现无桥PFC,还可以利用图腾柱PFC。在正半周时,下管是Boost电路的开关管,上管是Boost电路的二极管;在负半周时,上管是Boost电路的开关管,下管是Boost电路的二极管。导通回路中省去了一个半导体的压降,每次只有两个功率半导体在导电。右边的两个二极管可以被替换成同步整流管来进一步减小导通损耗,而不用担心开关损耗的问题。
除了双Boost的PFC来实现无桥PFC,还可以利用图腾柱PFC。在正半周时,下管是Boost电路的开关管,上管是Boost电路的二极管;在负半周时,上管是Boost电路的开关管,下管是Boost电路的二极管。导通回路中省去了一个半导体的压降,每次只有两个功率半导体在导电。右边的两个二极管可以被替换成同步整流管来进一步减小导通损耗,而不用担心开关损耗的问题。
07:15
图腾柱PFC的局限性
图腾柱PFC存在局限性,只能工作在DCM或者TM状态,输入电流纹波大,电流应力大,功率受限。使用氮化镓的MOSFET可以工作在CCM状态,功率更高且效率更好。无桥PFC介绍了这种局限性和解决方法。
图腾柱PFC存在局限性,只能工作在DCM或者TM状态,输入电流纹波大,电流应力大,功率受限。使用氮化镓的MOSFET可以工作在CCM状态,功率更高且效率更好。无桥PFC介绍了这种局限性和解决方法。




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