基于无桥APFC电路的单周期控制方案

　　0 引言

　　随着电力电子技术的发展，电网中整流器、开关电源等非线性负载不断增加。这些存在冲击性的用电设备，将引起网侧输入电流发生严重畸变，产生大量谐波污染，导致电网功率因数过低，所以提高功率因数势在必行。

　　1 APFC 电路拓扑

　　1.1 传统有桥APFC拓扑

　　传统Boost APFC 电路组成由整流桥和PFC 组成，如图1所示。工作时流通路径有三个半导体工作，功率因数低。当变换器功率和开关频率提高时，系统通态损耗明显增加，整体效率低，且控制电路较复杂。

　　

　　1.2 基本无桥APFC拓扑

　　针对传统有桥电路的问题，本文提出了既能提高PF而且通态损耗低的无桥电路，如图2所示。表1为有桥拓扑和无桥拓扑的对比。

　　

　　从表1看出，当MOSFET导通和关断时，无桥APFC相对于有桥APFC 都节省了一个二极管。经过理论计算后得出，无桥拓扑APFC 在全功率输入时，可提高约1%的效率。而且无桥拓扑更利于电路集成化。但基本无桥Boost APFC 电路存在共模干扰严重、电流采样难的问题。

　　

　　1.3 双二极管式无桥APFC拓扑

　　为了解决基本无桥Boost APFC 电路EMI 严重、电流采样难的问题，对基本无桥Boost APFC 电路加以改进，如图3所示，在基本无桥Boost APFC 电路上增加两个快恢复二极管VD3和VD4.

　　

　　图3中，电阻Rs 为电感中的电流检测电阻，使电流检测电路减化。虽然Rs 在工作时会产生一定损耗，但只要阻值选择合适，检测电阻的损耗占整个功率损耗的百分比很小。这样交直流侧共地，达到抑制共模干扰的目的。