雙相PFC電路的工作原理介紹

圖1 雙相PFC主電路拓撲及單個單元單開關周期工作電流波形

該拓撲控制方式的PFC電路，有橋堆整流，為后邊的Boost電路提供直流輸入，TM的控制方式使高頻開關MOS管可以實現VS或者ZVS，續流二極管可以自然關斷，也不存在反向恢復損耗，可以降低電路工作的開關損耗。有橋TM PFC主功率電路中沒有高頻全控開關管組成的橋臂，也不需要做AC極性判斷，與TCM控制方式的圖騰柱PFC拓撲相比，控制難度大大降低了;而對比CCM控制，又可以獲得較高的電能轉化效率。

主功率電路拓撲為整流橋+兩路交錯并聯的Boost電路。考慮到器件損耗，整流橋由三個橋堆并聯。

后續是兩個并聯的Boost電路，工作于交錯方式，每一路有一個高頻工作的MOS和一個超快恢復二極管組成。MOS的VS/ZVS開通判斷依靠的是Vds采樣，

圖2是工作狀態圖：藍色線表示電流，箭頭代表電流方向，順時針為正電流。工作狀態對應的是VS的情況，也就是說諧振的振幅不足以使Vds在諧振開始后的某一時刻下降到0。

圖2 VS工作狀態圖

t0～t1，即ton期間，MOS管Q開通，續流二極管D截至，電感電流線性上升，電感儲能;

t1～t2，即toff期間，MOS管關斷，續流二極管導通，電感儲存的能量通過二極管向電容和負載釋放，電感電流線性下降;t2時刻是可以開通MOS的，但是電流下降到零之后，MOS管和二極管的寄生電容會和Boost電感發生諧振，電流反向期間，MOS管漏極電壓持續降低，如果適當延遲關斷，可以獲得較低的關斷電壓，這也是CRM工作的優勢。

t2～t3，tr期間，MOS管關斷，續流二極管電流下降到0，MOS管Coss、二極管寄生電容Cdp以及母線電容開始和電感L諧振，諧振負電流電流第一次回到0的時刻t3對應Vds的谷底。選擇在這個時刻打開MOS，開始下一個開關周期。

而在輸入電壓較低的情況下，這種電路結構是可以實現ZVS的。圖3展示的是出現ZVS時的工作波形和工作狀態，這時，負電流階段又可以細分成兩部分：

tr1期間，狀態和VS工作的諧振狀態一樣，考慮到Ir(負電流峰值)出現在Vds諧振中心，所以Vds下降到0之前，一定可以達到最大負電流;

tr2期間，Vd電壓下降到0，這時開始受到MOS寄生二極管的鉗位，這一點的電壓不可能在繼續下降了，電感上的壓差不再增加，電感電流會維持當前的斜率線性變化，電感電流第一次回到0，開通MOS，這時就是零電壓開通的。

圖3 ZVS工作狀態圖

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