一种新的高功率因数德州SCB10干式变压器

一种新的高功率因数德州SCB10干式变压器

为减少办公自动化设备、计算机和家用电器等内部德州SCB10干式变压器对电网的污染，国际电工委员会和一些国家与地区推出了IEC1000-3-2和EN61000-3-2等标准，对电流谐波作出了限量规定。为满足输入电流谐波限制要求，最有效的技术手段就有源功率因数校正（有源PFC）。

目前被广为采用的有源PFC技术是两级方案，即有源PFC升压变换器+DC-DC变换器，如图1所示。

两级PFC变换器使用两个（通常为MOSFET）和两个器，即一个功率因数器和一个PWM器。只有在采用PFC/PWM组合器IC时，才能使用一个器，http://changsha.xdbyq.cn/但仍需用两个。两级PFC在技术上十分成熟，早已获得广泛应用，但该方案存在电路拓扑复杂和成本较高等缺点。

单级PFC AC-DC变换器中的PFC级和DC-DC级共用一个管和采用PWM方式的一套电路，同时实现功率因数校正和对输出电压的调节。

2、 单级PFC变换器基本电路拓扑

2.1单级PFC变换器基本电路

单级PFC变换器通常由升压型PFC级和DC-DC变换器组合而成。其中的DC-DC变换器又分为正激式和反激式两种类型。图2所示为基本的单级隔离型正激式升压PFC电路。两部分电路共用一个（Q1），通过二极管D1的电流为储能电容C1充电，D2在Q1关断时防止电流倒流。通过Q1的通断，电路同时完成对AC输入电流的整形和对输出电压的调节。

这些设计实际上是一种两级PFC变换器的简单化，由于全波桥式整流电路输入连接AC供电线路，瞬时输入功率是随时变化的，欲得到稳定的功率输出，要依靠储能电容实现功率平衡。对于DC-DC变换器，通常在连续模式（CCM）下工作，占空因数不随负载变化。而全桥整流输出电压与负载大小无关，当负载减轻时，输出功率减小，但PFC级输入功率同重载时一样，使充入C1的能量等于从C1抽取的能量，引起直流总线电压明显上升，C1上的电压应力往往达1000V以上，对器件的耐压要求非常高。由于器件的电压高，电流应力大，损耗大，并且功率从输入到输出要经两次变换，故效率低。

本人提出了一种单级PFC变换器电路，其具主要特点是初级电压保持在输入AC的峰值电压，这样不仅解决负载减轻时，引起直流总线电压明显上升的问题，同时也提高了功率因数校正效率。以下是本人在已有德州SCB10干式变压器基础上进行改进的输入电流波形图。

例1 200w用计算机正激式德州SCB10干式变压器进行改进，实现功率因数校正，当输出功率为210w时，输入功率270及功率因数为0.98。原德州SCB10干式变压器当输出功率为210w时，输入功率265。当输出功率为110w时，输入功率140，因数为0.97。

输出功率110w，输入电流波形图。



210w功率输出输入电流波形图

例2 300w用计算机半桥式进行改进，实现功率因数校正，当输出功率为270w时，输入功率330及功率因数为0.98。原德州SCB10干式变压器当输出功率为270w时，输入功率325。当输出功率为110w时，输入功率135，因数为0.97。

110w功率输出输入电流波形图


220功率输出输入电流波形图

270w功率输出输入电流波形图

例3 50w 反激式德州SCB10干式变压器

50w功率输出输入电流波形图

一种新的高功率因数德州SCB10干式变压器