功率因數(shù)校正在走向低端電源
---- 這個(gè)轉(zhuǎn)變的原因是,出口（尤其是歐共體）標(biāo)準(zhǔn)要求功率必須于負(fù)載處在電源自己內(nèi)部得以校正。在美國(guó)國(guó)內(nèi),一般300到400W以上功率的電源才有PFC,這樣的投入才會(huì)得到較好回報(bào)。然而,由于技術(shù)的新進(jìn)展及現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,PFC正在走進(jìn)一度認(rèn)為得不償失的低端電源應(yīng)用之中。
令人困惑的法規(guī)---- EN61000-3-2,這個(gè)替代IEC555-2標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)于輸入諧波電流輻射的歐洲標(biāo)準(zhǔn)自從它制訂的那一天起就漂乎不定。該法規(guī)不斷更改內(nèi)容和生效日期,使美國(guó)和其他國(guó)家的人們都十分迷茫。供應(yīng)商和設(shè)計(jì)者搞不清這個(gè)全面的法規(guī)最后會(huì)是個(gè)什么樣子,也不知道它何時(shí)生效,以及應(yīng)該額外做些什么才能符合它的要求。---- EN61000-3-2現(xiàn)在適用于所有家用電器的電源,2001年1月將適用于75～1000W商業(yè)級(jí)電源。包括小到50W電源的法規(guī)可能在2005年1月生效。
---- 500W以上的電源制造商并未坐待這些法規(guī)的確定,他們已經(jīng)把PFC設(shè)計(jì)進(jìn)去了。然而,在價(jià)格更為敏感的領(lǐng)域,許多設(shè)計(jì)者已決定目前放棄PFC,他們說(shuō),從經(jīng)濟(jì)角度考慮,短暫的產(chǎn)品壽命是不采用符合EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)電源的主要理由,除非到了非用不可的那一天。 技術(shù)問(wèn)題---- 在低端電源中實(shí)施PFC有主動(dòng)或被動(dòng)兩種方式。一般來(lái)說(shuō),75W以下采用被動(dòng)或單級(jí)主動(dòng)PFC較好,75到200W選擇單級(jí)主動(dòng)方式,而200W以上采用兩級(jí)主動(dòng)則最佳。
---- 被動(dòng)PFC使用電感器、電容器和其他無(wú)源元件,是低功率、價(jià)格敏感電源的理想之選。被動(dòng)方式可靠、便宜且高效,但與主動(dòng)PFC方式相比則又重又大,而后者則由于出色的性能贏得越來(lái)越多的青睞。
---- 主動(dòng)PFC既可通過(guò)雙級(jí)也可通過(guò)單級(jí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。單級(jí)PFC（見(jiàn)圖1）現(xiàn)在看來(lái)在15W以下很有潛力。在這個(gè)功率范圍內(nèi)獲得低電流和高電壓非常容易,難的是設(shè)計(jì)出低輸出電壓和高輸出電流的轉(zhuǎn)換器,效率要求與高電壓的器件幾乎一樣,并在85～265Vac整個(gè)范圍內(nèi)都能工作。
---- 不幸的是,大多數(shù)現(xiàn)有的單級(jí)PFC技術(shù)需要高成本、高電壓的元件。我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在450V以下電壓工作,這個(gè)范圍內(nèi)的元件成本和供貨時(shí)間可以接受。工作電壓小于450V同時(shí)又能在寬輸入電壓范圍內(nèi)輸出高電流、低電壓的電路技術(shù)已見(jiàn)端倪。不過(guò),這些技術(shù)大部分都過(guò)于昂貴、過(guò)于復(fù)雜,或性能不佳。
---- 對(duì)于單級(jí)PFC,輸出和輸入電容的電壓都必須得到控制,這就意味著從一個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)產(chǎn)生能量為電容充電到足夠高的水平并保持在這個(gè)水平,這樣諧波就會(huì)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。需要某種調(diào)節(jié)措施使輸出電壓在負(fù)載下降、輸入電壓上升時(shí)不至過(guò)高。
