图5为ZVT-PFC电路原理图,S为主开关管,S1、Lr、Cr、VD1构成的谐振支路和主开关管并联。辅助开关S1先于主开关S导通,使谐振网络工作,电容电压(即主开关电压)谐振下降到零,创造了主开关零电压导通的条件。在辅助开关管导通时功率电感器企业,二极管电流线性下降到零,二极管VD实现零电流截止(软关断)。ZVT-PFC的主要优点是:主开关管零电压导通并且保持恒频运行;二极管VD零电流截止;电流、电压应力小;工作范围宽;ZVT-PFC的不足之处是:辅助开关S1在硬开关条件下工作,但和主开关相比流经的电流很小,所以其损耗可忽略不计。
图4UC3855的电路结构图
图5ZVT-PFC电路原理图
图6电流合成器的波形
图6是电流合成器的波形,上部的波形是电流合成器合成的电感电流的波形,下部的波形是功率电感电流的实际波形。从图6我们可以看出这两种波形吻合得很好。测量结果还得出重构波形和实际波形在线电压较高时误差较大,并且在电流合成电路中微小的偏差就可导致误差。
表1、表2所示为UC3855的畸变因数、功率因数和交流线电压贴片电感生产的关系
表1畸变因数、功率因数和交流线电压的关系表(一阶误差放大箝位电路)
表2畸变因数、功率因数和交流线电压的关系表(二阶误差放大箝位电路)
4对比结论
图7是通过测量ZVT-PFC电路和硬开关的PFC电路(取消零转换部分)所得效率数据图。硬开关插件电感制作的PFC电路还需要一个风扇来保持功率器件的正常工作温度。从以上数据图可以看出具有ZVT的PFC电路(对应芯片UC3855)效率明显优于硬开关的PFC电路(对应芯片UC3854)。从图上还可看出特别在低输入电压时具有ZVT的PFC电路明显优于硬开关的PFC电路,因为低输入电压时具有高输入电流,从而在硬开关电路中引入高输入损耗。
图7效率数据图