,D基本可认为不变了,那么功率因素就近似为1了。
通过以上的分析,应该已经完全解释了帖子开始提出的问题2。在工程设计中,对于全电压情况下,通常的设计使得110V下的功率因素可以很容易超过098,但到了265V的时候,通常只有09左右了,针对这个问题,可以说,基本是没有办法的,进一步提高匝比,或者说是反射电压,肯定可以进一步改善,但是MOS管的耐压就要进一步提高了,此外,过高的反射电压会导致另一个问题。这个问题就是,当反射电压明显大于输入电压时,变换器如果在断续工作模式(包括准谐振),那么退磁完成进入自由振荡后,MOS管的漏极会出现负压,导致MOS管的体二极管导通,效率显著降低了。
继续来看上面那个图中包含的信息。图中白色的三角状部分表示次级电感电流峰值,对这个电流取平均值,
就得到了次级电流的平均,和输入电流波形一样,是一个100Hz的比正弦半波更扁的低频波,这个电流最终被分为两部分,一部分流入输出滤波电容,一部分流入负载。理想情况下,电容上将吸收所有的交流,输出负载只流过直流,但这个交流成分的频率是100Hz,要处理如此的低频纹波,电容容量会大的惊人,
f因此,第三个问题得到了解答,单级PFC的纹波很大也是从结构上没有办法改善的。增加一级次级调节器也许是唯一的办法。
接着讨论占空比相关的问题。如果输出电压电流以及输入线电压不变,临界或者断续模式下的单级PFC每一个开关周期的开关管导通时间是保持恒定的,这就保证了初级电感峰值电流跟随馒头状的正弦半波。但是需要引起注意的是,导通时间必定随着输出负载功率的增加以及线电压的降低而增大,至于道理很简单,因为能量守恒,输出能量大了,输入电压低了,那输入电流必须增大,因此导通时间势必增大。导通时间增大同时导致关断时间也要增大,最终在临界模式单级PFC中出现的现象是,平均开关频率的最低值发生在最低线电压和重载下,最高值发生在最高线电压和轻载下,最低我们知道不宜低于20KHz,否则可能有音频噪声,最高,通常不高于150KHz,以免进入传导EMI测试频段,这就是很多IC内部为什么限定最高与最低频率的原因。
开篇的三个问题,还有第一个没有回答,单级PFC通常工作在临界模式或者断续模式,这涉及到的原因很多,下面一一道来,不全面的地方欢迎大家补充。
第一个原因:单级PFC工作在断续或者临界模式下可以实现原边恒流。断续或者临界模式下,初次级侧电感电流均为三角波,输出平均电流可以表达为IoIpksD2,D‘是退磁时r