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为计算应用中的功率因数校正电路选择MOSFET(上)

作者:Sanjay Havanur Philip Zuk Vishay Siliconix时间:2017-03-22来源:电子产品世界收藏

     因数校正 (PFC) 是输入不低于75 W的AC-DC转换器的一项强制要求。在某些消费应用(如LED照明) 中,要求在低至5 W的下进行某些形式的PFC。在低功 率下,可使用为控制线路频率而设计的无源元件实现校正目 的。但在高功率下,无源解决方案
会变得相当“笨重”而昂 贵;使用高开关频率有源器件可减小所需无源元件的尺寸。 有源PFC的标准实现方式是输入整流器后跟升压转换 器。尽管新式拓扑正逐渐获得接受,但升压PFC仍然是主要解决方案,本文将对其进行进一步研究。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201703/345586.htm

表1  80 Plus效率和PFC认证标准。
在服务器和计算机电源中,PFC只是众多要求的一个方面。另外还存在通称为80 Plus的其他要求,其中包括从 Standard 80 Plus直至Titanium 80 Plus的不同系统效率等级,如 表1所示。从系统效率方面的这些严格规范可以看出,为应 用选择最佳器件甚至对
经验丰富的设计工程师也显然是个挑 战。最终标准当然是系统的实际性能。但由于目前市场上 具有多种不同电压和封装的可供选择,所以通过实 验来评估所有器件是不切实际的,因为具有代表性的样本 可能过于庞大。有些设计工程师简单地从既 定可选产品中选择RDSON最低的器件,但 这总是导致昂贵和非最理想的解决方案。其 他许多设计工程师则依赖所谓的品质因数(FOM)。
传统的FOM一直是RDSON x QG之积,这 保证了导通损耗与开关损耗之间的平衡。有 人通过使用其他参数(如的QGD或 QOSS而非QG)或在等式中添加其他项提出了 FOM的若干变体。遗憾的是,常规FOM的提出都不是为 了预测设计工程师所看重的实际性能。等式 中没有代表工作条件的项,如开关频率、栅 极驱动,乃至输出电流或功率。而且,任何开关器件的总损耗都是导通损耗和开关损

(a)

(b)
图1  基础PFC升压 (a) 及其临界和连续模式 (b) 的简化 PFC 波形

的器件参数化数据、参数知识和复杂的数学方程式。但我们在这里的目的不是进行高精度的损耗计算,而是使这种 计算方法易于为大多数设计工程师使用,使他们能够通过比 较少量的器件参数来选择最佳器件。升压FPC的基础及其标准波形如图1所示。这里, 我们在工作模式上选择连续电流模式 (CCM)。分析涵盖的 功率范围为100 W(笔记本电脑交流-直流电源适配器的典型 值)至500 W(台式机“银盒”电源的典型值)。对于任何应用中的功率,其各项损耗如下所列:



关键词: 功率 电路 MOSFET

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