开关电源维修, PFC电路原理分析

思创电子课程2024-03-13 06:00:00  102

开关电源的PFC电路,PFC电路是校正功率因数的电路,开关电源属于容性负载,功率因数低,使电网供电效率低,当加上PFC电路后,功率因数可以达到98%,那么PFC是如何改变功率因数的呢。

我们先要知道在交流电设备中,有阻性负载,有容性负载,有感性负载。

阻性负载的功率因数为1,因为它的电流和电压波形是同相位的

有容性负载

如图电流是超前电压90度

感性负载

感性负载电流滞后电压90度

感性负载如变压器,电动机,容性负载是整流后端有滤波电容的设备。

容性负载和感性负载的功率因数低,电源供电效率低,容性负载和感性负载,大电流负载对电流畸变,产生干扰,对电网和自身都会产生干扰。

所以对于容性负载,功率大于100W以上开关电源的容性负载,比如电脑电源,液晶电视电源等,需要增加功率因素矫正电路,只要改变负载特性接近于阻性,就可以使电流相位与电压相位相同。

PFC功率因素矫正分为两种

被动PFC

在整流桥堆和滤波电容之间串联电感,利用电感上电流不能突变的特性来缓冲电容充电电流,改变电网线路电流波形的畸变,提高功率因数,缓解电磁干扰,但只能提高一点功率因数,效率低,适合小功率电源。

主动PFC

主动PFC则是利用电子元件进行斩波,改变容性负载电流波形的畸变,使电压和电流的相位相同,使其特性接近阻性负载,电压和电流同相位。

电源是容性负载就是因为整流桥后端有一颗电容,对电容反复充电,造成的无功功率,改变电路结构,在电路中串联一个电路把电容隔开,实际上就是增加一个BOOST电路。

在整流后串联一个BOOST电路,改变直接整流对电容的重放电,利用BOOST的开关把直流电变成高频脉冲直流电,在通过二极管整流电容滤波,得到一个稳定的直流电压,在供给后级开关电源。

PFC电路一般都是把直流300V的脉动电压升压到380V,这里有几个原因,一是减少损耗,减小电感体积,为了芯片的占空比稳定性,太低了,电压稳不住。

PFC也是非常容易损坏的电路,其电压较高,容易击穿开关管和整流管,后级开关电源击穿损坏,也会因为PFC保护不及时,损坏开关管和整流管及电源芯片外围元件。

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