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图腾柱无桥PFC与SiC相结合共同进步电源密度和功率
)也在渐渐的变重要。为削减无功功率引起的电力线谐波含量和损耗,尽可能下降电源运转时对沟通电源基础设施的影响,需要用)仍极具挑战性。本文介绍了怎么经过细心修正传统 PFC 拓扑结构来更好地完成这一方针。
电源的输入级一般运用桥式整流器后接单相 PFC 级,由四个整流器二极管和一个升压二极管组成。
还有一种进步电源功率的办法,便是运用图腾柱无桥拓扑结构来移除桥式整流器,并用快速开关 MOSFET 替代升压二极管。要了解怎么样才干做到这一点,最好先将这种拓扑结构视为两个独立的升压电路的功用组合,每个电路用于输入正弦波形的一个半周期。
电感、电容、MOSFET S1 和二极管 (S2) 在正半周期内用作正升压电路。此外,还包含一个旁路二极管,意图是防止电感在启动时或在反常作业条件下饱满;还有一个维护二极管 (SR1),以防止在负半周期内作业。
在负半周期内,电感、电容、MOSFET S2 和二极管 (S1) 构成了规范升压电路的反相版别,并在导通状况途径中额定装备了一个维护二极管 SR2。
在图腾柱无桥 PFC 拓扑结构中,两个二极管(SR1 和 SR2)可以用 MOSFET 替代,以完成更高的功率。这是由于这一些二极管在图腾柱作业期间导通,但切换频率只要 50/60 Hz。旁路二极管仅在启动时导通,因而运用 MOSFET 替代它们没有一点优点。
改善后的图腾柱无桥 PFC 拓扑结构将快速SiCMOSFET和慢速超结 MOSFET 相结合。在正半周波期间,SR1 在整个周期内导通,并为异步升压电路供给接地途径。S1 充任升压开关,而 S2 在异步升压中履行二极管功用。相同,在负半周期内,SR2 供给接地途径,S2 作为升压开关,S1 则用作异步升压二极管。SR1 和 SR2 可所以低速超结 MOSFET(由于它们只需要在低频下开关)。为防止呈现潜在的 EMI 问题,一定要经过额定电容来防止过快发生过零转化。可是,假如电容值太大,总谐波失真 (THD) 功能将会变差。关于高功率密度,S1 和 S2 可所以SiC器材。
安森美(onsemi) 经过带有EliteSiC 开关的高频 PFC 前端、先进的图腾柱无桥 PFC 控制器和运转频率高达 150 kHz 的高频 LLC 级,在输出级上运用高速同步整流规划出一个功率密度超越40 W/in3、满载功率为 98.4% 的单相沟通输入 3 kW PFC 电源。该立异计划的操作和功能在白皮书中进行了具体阐明。