图腾柱PFC来了，你准备好了吗
由于经济原因和对环境的关注，电力转换系统效率变得越来越重要。80 plus中定义的效率级别需要达到96%才能获得钛金等级认证。要实现如此之高的效率，使用传统拓扑的电源公司将面临巨大的设计挑战。
一个离线电源由功率因数校正 (pfc) 和一个dc/dc转换器组成。pfc强制输入电流随输入电压的变化而变化，这样的话，任何的电器负载将表现为一个电阻器。为了提高效率，人们已经研究了不同的pfc拓扑，其中包括传统pfc、半无桥式pfc、双向无桥pfc和图腾柱无桥pfc。在所有这些不同的pfc拓扑中，由于其使用的组件数量最少、具有最低传导损耗，并且提供的效率最高，图腾柱pfc引起了人们越来越多的关注。
图1显示的是一个图腾柱pfc结构。与传统的pfc相比，电力传导路径只包含一个二极管，而不是两个。此外，碳化硅 (sic) 二极管被mosfet所取代，以实现同步整流。电力传导损耗也因此降低。除此之外，可用普通mosfet 取代d1和d2，以进一步提高效率。
图1：图腾柱pfc
虽然图腾柱pfc的概念已经存在了很多年，技术方面的应用挑战妨碍了它的广泛使用。
首先，由于mosfet体二极管的慢反向恢复，图腾柱pfc无法在连续传导模式 (ccm) 中运行。其次，图腾柱pfc拓扑中有一个固有问题：输入电流在ac零交叉上有一个巨大尖峰。这些尖峰破坏了电流波形，并且使总谐波失真 (thd) 无法达到技术规格的要求。第三，q3和q4在每半个ac周期内的pfc激活开关与同步整流开关之间交替切换。这个交替切换需要控制器能够根据正或负的ac周期提供一个具有d（占空比）或1-d的脉宽调制 (pwm) 波形。
借助ucd3138等现代数字控制器，高级控制算法被开发出来，其中的开关以特殊的顺序打开，并且每个开关执行一个软启动机制。因此，电流尖峰被大大地减少。此外，数字pwm输出是很灵活的，可以根据运行条件生成d或1-d。最后，随着氮化镓 (gan) fet的问世，免二极管结构也使得ccm图腾柱pfc成为可能。
为了实现效率的高标准，现在是时候用图腾柱pfc取代传统pfc了。图2显示的由ucd3138控制的ccm图腾柱pfc的电流波形，可以看出其波形是多么的平滑。
图2：ccm图腾柱pfc的电流波形
图腾柱pfc已就绪。。。你准备好了吗？
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