无源功率因数校正电路的基本原理

我们知道，开关电源输入整流滤波电路所采用的整流二极管和滤波电容均属于非线性元器件，整流二极管的导通角仅有54°，由此将使输入电流波形宽度只有3ms（满度10ms）如图7-1所示。

图7-21所示为一种“三阶填谷”无源PFC电路。输入电压经EMI低通滤波进入桥式整流电路后面串接一个二极管和电容组成的“填谷电路”，其特点是，电路简单无需开关管和控制集成电路，是利用桥式整流后的“填谷”来增加整流二极管的导通时间，延长电流波形的宽度，使其输入电流波形变为接近正弦波的波形，将功率因数提高到0.9以上，显著地提高了功率因数，使输入电路中不需要大的元器件和比较均化IC电路。但是，这种“填谷电路”会增加电源的损耗，因此，仅适用于20W以下的低成本LED驱动电源，无法满足欧洲标准对谐波指标的要求，它所产生的谐波频率远高于150Hz，但这种谐波不会对LED驱动电源带来影响。从图7-21可知，无源PFC校正电路使用7只二极管、4只电解电容和1只电阻，要求C₁～C₃3只电解电容的容量必须相等，1只电阻的阻值不能太大（10Ω以内），并且有足够大的功率，它的作用只是限制3只电容的冲击电流，抑制电路的自激振荡。电解电容的作用是延长输入电流的持续时间，增加整流二极管的导通时间，扩充整流电流的脉宽，使之脉形近似正弦波，这样波形从尖峰脉冲电流波形的“谷区”得到了“填平”，所以，这种PFC校正电路称为填谷电路。图7-21所示电路为3次填谷，称为“三阶填谷”电路。

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图7-21 三阶填谷电路