什么是PFC？

PFC（Power Factor Correction）-功率因數校正，功率因數，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是有功功率和視在功率的比值，這里的視在功率被認為是總耗電量，功率因數用來(lái)衡量電力被有效的利用程度。功率因數越大，代表電力的有效利用率越高，而功率因數校正就是為了提高用電設備功率因數。

通過(guò)調理，使得電網(wǎng)電壓和電流同相，同時(shí)減少高次諧波從而提高電網(wǎng)的利用率。比如計算機的開(kāi)關(guān)電源，是一種電容輸入型電路，由于電壓與電流的相位錯開(kāi)，造成交流功率的損失，這時(shí)就需要PFC電路來(lái)提高功率因數。

常用的PFC電路有哪些？

1、boost PFC 電路

如圖1所示，在整流橋后使用一個(gè)boost橋進(jìn)行功率因數校正以及電壓穩定。因為boost電路驅動(dòng)簡(jiǎn)單，可以采用TI的驅動(dòng)芯片且驅動(dòng)電流大，穩定性好，速度快，已廣泛應用于各種通信設備的電源模塊。

2、無(wú)橋PFC電路

圖2為常規的無(wú)橋boost PFC電路

3、dual boost 無(wú)橋PFC電路

如圖3，該電路中肖特基二極管D3,D4作為低頻續流回路

淺談五種PFC（功率因數校正）的開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)方案

圖3

該電路和常規型的boost PFC電路由于電路結構簡(jiǎn)單，可以使用低邊驅動(dòng)芯片進(jìn)行驅動(dòng)比如UCC27524等。

3、雙向開(kāi)關(guān)型無(wú)橋PFC

如圖4所示，對于該電路，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。這種電路較以上兩種稍微復雜，驅動(dòng)比較麻煩，因為Q1,Q2采用共源極接法,，一般使用TI隔離芯片進(jìn)行驅動(dòng)，比如使用UCC5310/UCC5320同時(shí)驅動(dòng)兩根開(kāi)關(guān)管，當然也可以使用兩路隔離的方法分別驅動(dòng)兩顆開(kāi)關(guān)管。

淺談五種PFC（功率因數校正）的開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)方案

圖4

4、圖騰柱式無(wú)橋PFC

如圖5所示，相于dual-boost和雙向開(kāi)關(guān)無(wú)橋PFC，省去了兩個(gè)二極管，開(kāi)關(guān)管的管體二極管具有反向恢復特性會(huì )影響整機的效率，所以這個(gè)電路更多地用于CRM和DCM模式，或者使用GaN開(kāi)關(guān)管工作于CCM模式，在驅動(dòng)上可以采用TI高壓板橋驅動(dòng)芯片或者TI隔離驅動(dòng)芯片。

淺談五種PFC（功率因數校正）的開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)方案

圖5 D1,D2走低頻信號，Q1,Q2為高頻開(kāi)關(guān)管

總結

五種PFC電路，在功耗，成本，效率等方面各有優(yōu)劣，同時(shí)我們發(fā)現在驅動(dòng)上都采用了TI芯片，因為T(mén)I內部有豐富的MOSFET和IGBT驅動(dòng)芯片，包括低邊驅動(dòng)，半橋驅動(dòng)和隔離驅動(dòng)等多種方式，廣泛用于PFC電路。