圖5為ZVT-PFC電路原理圖,S為主開關管,S1、Lr、Cr、VD1構成的諧振支路和主開關管并聯。輔助開關S1先于主開關S導通,使諧振網絡工作,電容電壓(即主開關電壓)諧振下降到零,創造了主開關零電壓導通的條件。在輔助開關管導通時功率電感器企業,二極管電流線性下降到零,二極管VD實現零電流截止(軟關斷)。ZVT-PFC的主要優點是:主開關管零電壓導通并且保持恒頻運行;二極管VD零電流截止;電流、電壓應力小;工作范圍寬;ZVT-PFC的不足之處是:輔助開關S1在硬開關條件下工作,但和主開關相比流經的電流很小,所以其損耗可忽略不計。
圖4UC3855的電路結構圖
圖5ZVT-PFC電路原理圖
圖6電流合成器的波形
圖6是電流合成器的波形,上部的波形是電流合成器合成的電感電流的波形,下部的波形是功率電感電流的實際波形。從圖6我們可以看出這兩種波形吻合得很好。測量結果還得出重構波形和實際波形在線電壓較高時誤差較大,并且在電流合成電路中微小的偏差就可導致誤差。
表1、表2所示為UC3855的畸變因數、功率因數和交流線電壓貼片電感生產的關系
表1畸變因數、功率因數和交流線電壓的關系表(一階誤差放大箝位電路)
表2畸變因數、功率因數和交流線電壓的關系表(二階誤差放大箝位電路)
4對比結論
圖7是通過測量ZVT-PFC電路和硬開關的PFC電路(取消零轉換部分)所得效率數據圖。硬開關插件電感制作的PFC電路還需要一個風扇來保持功率器件的正常工作溫度。從以上數據圖可以看出具有ZVT的PFC電路(對應芯片UC3855)效率明顯優于硬開關的PFC電路(對應芯片UC3854)。從圖上還可看出特別在低輸入電壓時具有ZVT的PFC電路明顯優于硬開關的PFC電路,因為低輸入電壓時具有高輸入電流,從而在硬開關電路中引入高輸入損耗。
圖7效率數據圖