有源功率因数校正电路的研究(5)

有源功率因数校正主电路拓扑结构综述

4.1 零电流开关ZCS-PFC主电路

Buck型ZCS- PFC主电路如图7所示，这种电路的工作过程如下：

图7 Buck型 ZCS-PFC主电路原理图

初始时刻，主开关管S1在谐振电感Lr作用下零电流导通，电感电流iLr在输入电压Vin的作用下线性上升，当iLr 等于输出电流I0 时，续流二极管D在零电流下自然关断；D关断之后，谐振电感Lr与谐振电容Cr开始谐振，经过半个谐振周期，Lr上电流iLr以谐振方式再次达到I0，谐 振电容电压VCr上升到2Vin，此时由于S2处于关断状态，故iLr和Cr将保持在该值上，无法继续谐振。此状态的持续时间由电路的PWM控制决定。当 需关断主开关管S1时，先开通辅助开关管S2（在Lr作用下零电流导通），Lr与Cr再次谐振，当iLr谐振到零时，D1导通，iLr继续反方向谐振并到 零。此期间，S1可在零电流零电压下完成关断过程。此后，VCr在I 0作用下衰减到零，D自然导通。S2可在此后至下一周期来之前以零电压零电流方式完成关断过程。

从上述分析来看：ZCS变换电路中所有开关管及二极管都是在零电压或零电流下完成通断的。且主开关管电压应力低。其缺点是主开关管电流应力大，续流二极管电压应力大，由于谐振电感在主功率能量的传递通路上，因此ZCS条件与输入电压、负载等有很大的关系。

4.2 零电压开关ZVS-PFC主电路

Boost型ZVS -PFC主电路如图8所示，这种电路的工作过程如下：

图8 Boost型 ZVS- PFC主电路原理图

初始时刻，主开关管S1导通并流过负载电流I0。当S1在谐振电容Cr作用下零电压关断后，输出电流迅速从S1转移到Cr 上，Cr两端电压VCr线性上升。当VCr上升到输入电压Vin时，二极管D导通。谐振电感Lr与谐振电容Cr开始谐振，电感电流iLr以谐振方式衰减， 电容电压以谐振方式上升。当iLr下降到零后，由于辅助开关管S2不导通，iLr将保持在零态，电容电压VCr达

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