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PFC无损吸收电路运行原理及电路图

  如图所示,这是一个比较基础的无损吸收PFC主电路的原理图。我们可以看到在该电路系统中,图中B1为整流桥,L1为PFC升压电感,D1为隔直二_极管,S1为开关管,C1,C2,D2,D3和D4,L2组成无损吸收网路,C3为输出滤波电容。这种PFC的电路运行原理和运行过程的具体分析过程如下:当开关S1断开前,C2中的能量就已经通过D5及L2转移到了C1中,C2的电压降至0。当开关S1断开时,C2上开始为零电压,L1中的电流通过D3给C2充电,直到D1导通为止。

  与此同时,C2的电位通过D4、D5箝位到输出电压。同时C1通过D2向负载放电,能抑制S1漏极上电压的上升时间,从而充分地保证S1关断在零电压状态下。当S1合上时,C1的左端通过S1接地,电容C2上的电荷通过D5、L2转移到C1中。当开关再次关断的时候,重复上述过程。

  正常充电模式的充电过程一般在家庭和公共场所进行,正常充电模式的充电功率等级通常为6.6kW,典型的充电时间为5~8小时。正常充电模式和应急充电模式中的充电功率变换器相类似,正常充电模式也可采用单级AC/DC变换器。但由于带PFC功能的单级变换器,开关管的峰值电流很大。在两级变换器中,PFC级可采用传统的Boost升压型电路,开关管采用软开关或硬开关均可。但为了提高效率,应选择软开关Boost变换器。

  传统的AC/DC全波整流电路采用的是整流+电容滤波电路。这种电路是一种非线性器件和储能元件的组合,输入交流电压的波形是正弦的,但输入电流的波形发生了严重的畸变,呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用,使电源输入功率因数下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(APFC),避免了上述缺点,其电路如图所示。

  电动车充电器的变换器工作在高频状态下,会对电网造成谐波污染,必须采取有效措施(如功率因数校正或无功补偿等技术),限制电动车充电器变换器进入电网的总谐波量。就目前而言,充电变换器必须满足IEEE519-1992标准或类似的标准。要满足这些标准,根据不同充电等级要求,充电器变换器可以选择单级或两级结构的PFC电路与充电功能一体化的充电器。为了进一步提高变换效率,在高频下工作可以采用软开关电路,以减少开关管的损耗。

  正常充电模式的充电过程一般在家庭和公共场所进行,正常充电模式的充电功率等级通常为6.6kW,典型的充电时间为5~8小时。正常充电模式和应急充电模式中的充电功率变换器相类似,正常充电模式也可采用单级AC/DC变换器。但由于带PFC功能的单级变换器,开关管的峰值电流很大。在两级变换器中,PFC级可采用传统的Boost升压型电路,开关管采用软开关或硬开关均可。但为了提高效率,应选择软开关Boost变换器。

  电容滤波电路。这种电路是一种非线性器件和储能元件的组合,输入交流电压的波形是正弦的,但输入电流的波形发生了严重的畸变,呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用,使电源输入功率因数下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(APFC),避免了上述缺点,其电路如图所示。

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