包含APFC的三大主流全壓電源介紹

近年來(lái)開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)成為了電路設(shè)計(jì)當(dāng)中最為常見(jiàn)的一種類型，并且隨著人們對(duì)技術(shù)要求的不斷攀升，大功率的開(kāi)關(guān)電源也開(kāi)始逐漸成為主流的設(shè)計(jì)之一。本文將為大家介紹專為大功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的超低成本有源功率矯正電壓設(shè)計(jì)方案，包含普通無(wú)級(jí)式、APFC無(wú)級(jí)式、自動(dòng)倍壓式等三種方式。

目前全球的交流電壓，主要可以分為以下幾種，日本為代表的100V，美國(guó)為代表的120V，墨西哥為代表的127V，中國(guó)為代表的220V，歐洲多為230V，澳大利亞240V。因此，世界各國(guó)電壓分布在100V-127V和220V-240V兩個(gè)電壓段。即若能滿足這兩個(gè)電壓段要求的開(kāi)關(guān)電源，即可認(rèn)為是全電壓開(kāi)關(guān)電源。實(shí)現(xiàn)全壓的開(kāi)關(guān)電源目前大致可分為：普通無(wú)級(jí)式、APFC無(wú)級(jí)式、自動(dòng)倍壓式。

普通無(wú)級(jí)式

普通無(wú)極開(kāi)關(guān)電源在小功率開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用非常廣泛。在小于300W的小功率段，設(shè)計(jì)者通常在兼顧結(jié)構(gòu)和成本的前提下，采用100-240V的全段電壓方案。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)功率器件(如：火牛、開(kāi)關(guān)管、整流管)則提出了較高要求。由于在一定范圍器件參數(shù)的提高對(duì)于價(jià)格并無(wú)太大影響，使得在小功率段具備相當(dāng)?shù)男詢r(jià)比的。隨著功率上升，電源對(duì)各部分的功率器件提出了新的要求，這個(gè)要求在價(jià)格上和技術(shù)上都有較大的困難。

APFC無(wú)級(jí)式

APFC是主動(dòng)式PFC，使用專用PFC控制器。

電路功率元件由標(biāo)準(zhǔn)的boost電路組成，通過(guò)電壓和電流的雙重反饋，其中電壓位于外環(huán)，而電流位于內(nèi)環(huán)。因此，APFC在保證輸出端恒定電壓的同時(shí)，使得電流的波形為正弦波。

APFC帶來(lái)的好處也是顯而易見(jiàn)：

較大的提高功率因數(shù);

可以兼容輸入100-240V全段電壓;

EMC方面有很好的改善。

不足之處：

體積和重量有所增大;

電源成本大概有百分之五十的上升。

自動(dòng)倍壓式

鑒于手動(dòng)操作的種種弊端，以及世界各國(guó)電壓規(guī)律，自動(dòng)倍壓式在手動(dòng)倍壓式基礎(chǔ)加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了低電壓國(guó)家輸入電壓的自動(dòng)切換。自動(dòng)倍壓開(kāi)關(guān)可以采用繼電器、MOSFET、IGBT、可控硅。由于該設(shè)計(jì)應(yīng)用在50-60Hz的工頻條件下，考慮過(guò)零要求，以及生產(chǎn)成本。選用可控硅作為開(kāi)關(guān)切換器件?？煽毓柙诔杀旧嫌兄鴺O大的優(yōu)勢(shì)，而響應(yīng)速度又能滿足要求。

以上三種方式都能在一定程度上對(duì)大功率開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的可靠性與耐用性進(jìn)行提高，并且能夠滿足“能源之星的”待機(jī)功耗要求，尤其以APFC全壓電源方式對(duì)性能的提高最為明顯。希望通過(guò)對(duì)本文的閱讀，大家能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)電源有更深得了解。