高性能软开关设计管理论文 摘要：介绍了功率因数校正控制电路和功率主变换电路的原理及如何选择元器件及其参数。 关键词：功率因数校正；电磁干扰；升压变换；软开关 引言 随着计算机等一些通信设备的日益普及，用户对电源的需求也在不断增长，要求电源厂商能生产更高效、更优质的绿色电源，以减小电能消耗，减轻电网负担。这就必须对电源产品如 UPS，高频开关整流电源等的输入电路进行有源功率因数校正，以最大限度减少谐波电流。实际测量计算机等整流性负载的 PF=0.7 时，输入电流的总谐波失真度近 80％，即无功电流是有功电流的 80％。不间断电源国标（GB7286—87）规定，输入总相对谐波含量≤10％，整流器产品国家行业标准规定输入功率因数>0.9，所以，如何设计优秀的 PFC 电路是很关键的技术，正确的 PFC 电路设计技术主要由以下几个部分组成：控制电路，功率主电路，元器件选择及其参数设计。 1 控制电路 上世纪 90 年代初，由于 PFC 的控制芯片还未上市，我们在相关理论的指导下，于 1992 年在国内率先开发出由分立元器件组成的控制电路，原理如图 1 中虚线框内所示。 在实验室和小批量做出的 48V/50A 整流器产品中，前级PFC 电路的 PF 为 0.98 左右，η=93％(AC/DC，VDC=395V，Po=2000W)。以上控制电路原理和 UC 公司的 PFC 控制原理(1994 年底推出的 UC3854)是一致的，但由于电路是由分立元器件组成，抗干扰能力差，工艺复杂，调试过程很长，所以，一直未在大批量产品中运用。随着 UC 公司控制 IC 如 UC3854，UC3854A，UC3855 的推出，由分立元器件组成的控制电路便被专用控制 IC 所取代。 2PFC 功率主电路 功率主电路的选用关系到整个 PFC 电路的变换效率以及 EMI的大小，是电路设计的关键技术。早期主电路如图 2 所示。 这是个典型的 Boost 电路，原理简单，但是个硬开关电路，由于未考虑开关器件的实际特性，高压整流二极管的反向恢复特性，主开关功率管的开关损耗特性，导致开关器件的 dv/dt 及 di/dt 很高，相应对器件应力要求加大。二极管特性如图 3 所示，id 为二极管电流波形，vd 为二极管电压波形，在开关管 S 导通时，二极管 D的反向恢复电荷 Qrr 所形成的反向恢复电流几乎全部损耗在主开关管上，增大了开关管的开关损耗，在 ta～tc 的时间内，二极管 D 还是正压降，也即开关管 S 的漏极电压为 Vo 时，已有负反向恢复电流流过开关管 S，在 tc...
