PFC升压变换器的连续传导模式
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功率因数校正(PFC)技术的主要目标是使功率因数尽可能接近统一。
DC-DC升压变换器是拓扑结构中应用最广泛的PFC变换器。
当开关器件在电感电流降至零之前接通时，PFC升压变换器处于连续导通模式。
DC-DC升压变换器是拓扑结构中应用最广泛的PFC变换器
功率因数是一个性能指标，它描述了一个电气设备从主电源中获得多少实际功率。功率因数由市电电压与输入电流夹角的余弦表示。理想情况下，功率因数应该是统一的，以便从电源中获得的所有功率都被用来做有用的工作。然而，在大多数电气系统中，情况并非如此;只要电压波形和电流波形之间存在相位差，功率因数就小于单位。这种电力系统需要功率因数校正，以使输入电流与市电电压同步。
功率因数校正(PFC)转换器通常用于提高功率因数。DC-DC升压变换器就是这种PFC变换器的一个例子。PFC升压变换器可以在连续传导模式下工作，也可以在间断传导模式下工作。在本文中，我们将讨论PFC升压变换器的工作模式及其优点。
低功率因数:原因和影响
电气设备中允许的最小功率因数有规定，就像谐波含量有规定一样。为了在市场上维持，电气设备必须符合区域委员会或国际组织制定的功率因数标准。功率因数低主要是由于:
- 无功负载——当负载是电阻性时，电流和电压波形是同相的。当负载变为无功时，电流滞后或引导电压波形，这取决于无功元件。由于感性和容性负载，输入电流波形与电压的位移导致低功率因数。
- 〇非线性负载当非线性负载连接到市电电源时，输入电流失真，谐波含量高。电流THD也会扭曲电网电压。
功率因数差或低会降低电气系统的效率，增加加热损失，在极端情况下会导致电源故障。功率因数校正是提高功率因数的关键。
功率因数校正(PFC)
的主要目的功率因数校正(PFC)技术就是使功率因数尽可能接近于单位。PFC有两种实现方式:被动PFC或主动PFC。
在无源PFC中，无源滤波器通过滤除谐波来提高功率因数。PFC变换器用于提高有源PFC中的功率因数，使输入电流跟随市电电压波形，就像在纯电阻电路中一样。
在利用交流电网电源获取直流电源的系统中，DC-DC开关转换器通常用作有源PFC，以使输入电流更接近正弦波形。有源PFC应用中使用了各种DC-DC转换器的拓扑结构。然而,DC-DC升压变换器拓扑是应用最广泛的一种。
PFC升压转换器
升压变换器是目前最流行的PFC变换器。在大多数高压直流应用中，提高从连接到交流电网的整流器获得的直流电压是必要的。DC-DC升压变换器的加入就是为了达到这个目的，PFC也随之而来。考虑到非隔离DC-DC变换器拓扑结构，buck-boost变换器也是一种选择直流电压但是buck-boost变换器的高开关应力抵消了它的PFC应用，凸显了PFC变换器的优势。
选择PFC升压变换器的另一个原因是升压变换器拓扑结构输入端的滤波器电感。电感平滑连续电流，减轻过滤作用。采用PFC升压变换器可以消除对额外滤波器的需求，降低成本和重量。
PFC升压变换器可以在三种模式下工作:连续传导模式、临界连续传导模式和间断传导模式。我们将在下一节中讨论PFC升压变换器的连续传导模式。
PFC升压变换器的连续传导模式
当开关器件在电感电流降至零之前接通时，PFC升压变换器处于连续导通模式。在PFC升压变换器的连续导通模式下，电感电流是连续的。在这种模式下，一个开关周期中有两种状态:ON状态和OFF状态。
- 开关设备开启时(on状态)-在ON状态下，开关设备打开，电感从输入电压充电到升压变换器。二极管在此状态下反向偏置，电容器提供输出电流。
- 开关设备关闭时(off状态)-在OFF状态下，开关装置关闭，电感开始通过正向偏置二极管放电到负载。在感应器完全放电之前，开关装置被打开。
在使用PFC升压变换器的电网交直流转换应用中，输入电流也变得连续，因为它与变换器电感电流相同。通常，连续导通模式PFC升压变换器以恒定频率开关以实现正弦输入电流。
由于峰值电流、开关器件导通损耗、关断损耗和高频纹波幅值较低，PFC升压变换器中的连续导通模式优于临界导通模式和断续导通模式。
PFC升压变换器的设计对于保证在任何导通模式下的平稳运行是非常重要的。Cadence的PCB设计和布局工具可以帮助您构建最好的PFC升压转换器布局。
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