一款基于无桥APFC电路的单周期控制方案与应用

基于无桥APFC电路的单周期控制方案与应用 本文提出的基于无桥APFC电路的单周期控制方案，是一种高效、简洁的解决方案。该方案采用单周期控制的无桥APFC电路，主电路所用开关器件少，电路效率高，而且利于电路集成化。同时，本文的控制方案不再需要乘法器，简单易于实现。 一、传统有桥APFC电路的缺陷 传统的有桥APFC电路组成由整流桥和PFC组成。工作时流通路径有三个半导体工作，功率因数低。当变换器功率和开关频率提高时，系统通态损耗明显增加，整体效率低，且控制电路较复杂。 二、基本无桥APFC电路的优点 基本无桥APFC电路相对于传统的有桥APFC电路，具有以下几个优点： * 节省了一个二极管 * 效率提高约1% * 更利于电路集成化 三、双二极管式无桥APFC电路的改进 双二极管式无桥APFC电路是在基本无桥Boost APFC电路上增加两个快恢复二极管VD3和VD4，电阻Rs为电感中的电流检测电阻，使电流检测电路减化。这样交直流侧共地，达到抑制共模干扰的目的。 四、双二极管式无桥APFC电路的工作原理 双二极管式无桥APFC电路的工作过程可以分为四个模态： * 模态一：电源电压正半周时，开关管VT1导通，输入电流从电源正极经L1，VT1，VD4回到电源负极形成电流通路，给电感L1储能。 * 模态二：开关管VT1关断，电感电流突变时产生的感应电动势使二极管VD1正偏导通，电流经电感L1，VD1，VD3构成回路。 * 模态三：电源电压负半周工作模态，VD1，VD2截止。控制开关管VT2导通，输入电流从电源正极经L2，VT2，VD3回到电源负极形成电流通路，给电感L2储能。 * 模态四：开关管VT2关断，VD2导通，电流经电感L2，VD2，VD4构成回路。 五、APFC控制方案 APFC控制方案有三种，即峰值电流控制、滞环电流控制、平均电流控制。但传统的控制方案必须以乘法器为核心，使得控制电路复杂。本文选用无需乘法器的新控制方法-单周期控制。 六、单周期控制技术 单周期控制技术的最大特点是：通过控制开关的占空比，让电路无论处在稳态还是瞬态都能使受控量的平均值恰好等于或正比于给定VREF，从而在一个周期内有效地抑制了电源侧的扰动。 七、IR1150控制芯片 IR1150是一种CCM控制芯片，它采用了IR公司特有的单周期控制技术，为APFC电路提供了一种低成本、设计简单的解决方案。 八、仿真电路 本文采用MATLAB Simulink中的SimPowersystems模块集里的模块搭建无桥有源功率因数校正仿真电路，仿真参数设计：输入交流电压15 V，50 Hz;输出直流电压15 V。