開關電源設計中的PFC電路解析

在數年前，許多的電源廠商大多都在電源產品中使用被動PFC模塊。而PFC模塊則是一個減少諧波電流，并且將非線性負載轉換成線性負載的過濾器，電容和電感所萌生的功率因數則會向單位值跟近一些。

因此，接下來要說的，就是主動PFC和被動PFC電路。被動PFC相對主動PFC，功率因數較低，并且被動PFC只適用于230V高壓電網，對于115V低壓電網，被動PFC還需要一個倍壓器以適應電網規格。不過，被動PFC比主動PFC的效能要高！

對于主動PFC來說，它基本上是一個通過PWM（脈沖寬度調制）控制電流波形的AC/DC整流器。在最開始，AC電壓通過整流橋整流。然后PWM觸發主動PFC電路中的MOSFET管（通常是兩個），分離中間直流電壓到恒定脈沖序列。這些脈沖信號通過濾波電容，將相對平順的電流送到主開關電路。而在此之前，我們還會看到一個大個的電感線圈，而這個大電感可以對猛然涌入的電流起到緩沖和梳理的作用，當然磁線圈也是電抗萌生的緊要元件。此外，在主動PFC電路中我們還會看到一個熱敏電阻，同樣是用來限制猛然涌入的電流，特別是當電源通電以及啟動時。

80Plus要求PFC超過0.9

主動PFC電路通常也有兩種不同的模式，電流斷續模式DCM（DiscontinuousConductionMode）和電流連續模式CCM（ContinuousConductionMode）。其中DCM是指，當電感電流為零時，PFC的MOSFET管被開啟的工作狀態；CCM是指，電感電流始終在零以上，PFC的MOSFET管被開啟的工作狀態，因此在MOSFET管中，所有的反向恢復的能量都會被浪費。

在電源PFC電路中的第二種模式（CCM）主要被用于超過200W功率輸出的電源，因為他能夠提供相對較低電流噪聲峰值，這意味著高功率電源可以有效抑制電流紋波，輸出更為平順的電流。不過CCM的缺點是耗能較高，并且在升壓二極管封閉時，會萌生額外EMI，所以我們常常會看到電源整流橋后通常會增加一個X電容。

因此在目前的電源產品中，都會采用CCM模式的PFC電路，雖然功耗略高，也會萌生額外的EMI，但是可以有較高水準的功率因數輸出。因此對于高能耗的用電大戶來說，高功率因數的電源是非常有必要的，對于國家電網的節能也是十分緊要的。

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