关于无桥PFC中精密整流电路的研究

简介：
本研究专注于无桥功率因数校正(PFC)技术中的精密整流电路，探讨其设计原理与优化方法，旨在提升电力转换效率及系统稳定性。 在电源管理领域，功率因数校正（PFC）是一项关键技术，用于提高电力系统的效率与稳定性。传统的Boost PFC电路通常包含整流桥，然而这会导致一定的功率损耗问题。为解决这一难题，无桥Boost PFC应运而生，在省略了整流桥后显著提高了系统效率。 本段落重点研究的是无桥Boost PFC，并针对其电感电流检测中的挑战提出了一种基于精密整流电路的新方法。无桥PFC的主要优势在于高效率，但特殊的电感位置使得电流测量变得更加复杂。在正半周时，L1、L2、S1和D1共同构成一个Boost电路，实现储能并为负载供电；而在负半周期间，则由L1、L2、S2和D2执行类似功能。由于没有整流桥的存在，输入电压与电感电流的方向会随时间变化而交替改变，这使得检测工作变得更具挑战性。 传统的连续电流模式PFC控制依赖于精确的输入电压和电流采样数据，但在无桥PFC电路中无法使用常规方法实现这一目标。为简化控制系统设计，在本研究中采用了无需对输入电压进行采样的单周期PFC策略。然而，由于电感电流在正负方向上的变化特性以及电阻取样技术只能提供单一极性的信号输出问题，基于运放的传统采样方式则会产生额外的噪声干扰和损耗。 为克服上述困难点，本段落提出了一种利用精密整流电路实现高效、低耗损的电流检测方案。通过使用由精密二极管组成的电路结构，可以将交流电转换成单向脉动信号，并且能够有效消除常规二极管导通压降带来的影响。实验中采用IR1150S作为控制芯片设计了一台300W功率等级的无桥PFC原理样机并进行了相关测试验证工作。 结果表明，所提出的精密整流电路方案成功实现了对电感电流的有效检测，并且证明了理论分析结论的真实性与准确性。本段落通过深入探讨无桥Boost PFC的工作机制以及创新性地提出基于精密整流技术的电流测量方法，不仅解决了当前PFC设计中面临的诸多难题，同时也为未来开发更高效率电源系统提供了新的思路和技术支持。