2 单向开关前置的单相PFC电路结构及工

　　作状态分析

　　(1)单向开关前置的单相PFC电路结构

　　单向开关前置的单相PFC电路的结构如图4所示。和单相不控整流电路的区别在于增加了单向开关S1和电感L,用来完成功率因数校正功能,其中单向开关S1由VD5、VD6和VT1组成。整流部分由VD1、VD2、VD3、VD4构成,C起储能和输出滤波的作用,R1为负载。

　　(2)单向开关前置的单相PFC电路工作状态分析

　　在连续导通模式下,对应开关管的一个高频周期各段时间的等效电路如图5所示。其中工作状态1和工作状态2是工频正半周时的情况,工作状态3和工作状态4是工频负半周时的情况,后两个状态只是前两个状态在负半周的重复。为了分析方便,各二极管和开关管的导通压降看作零,C看作足够大,保证输出电压恒定,RS为取样电阻,其压降忽略不计。下面详细分析各工作状态的工作情况。

　　工作状态1:在这个时间段内,US处于正半周期,开关管VT1导通,则图3可等效为图5(a)所示的电路,此时电源US给L充电,由于开关频率远高于工作频率,可以看作电源电压为恒定值,则L上的电iL流逐渐增加;同时输出滤波电容C放电,给负载提供能量。这个时间段的电路微分方程为(1)式。

　　工作状态2:在这个时间段内,US处于正半周期,开关管VT1关断,则图3可等效为图5(b)所示的电路,此时,电源US一边给C充电,一边给负载提供能量。C两端的电压逐渐上升。这个时间段的电路微分方程为(2)式。

　　工作状态3:在这个时间段内,US处于负半周期,开关管VT1导通,则图3可等效为图5(c)所示的电路,此时电源US给L反向充电,iL的实际方向与图示参考方向相反。由于开关频率远高于工作频率,可以看作电源电压为恒定值,则L上的电流iL反向逐渐增加;同时输出滤波电容C放电,给负载提供能量。这个时间段的电路微分方程为(3)式。

　 　  工作状态4:在这个时间段内,US处于负半周期,开关管VT1关断,则图3可等效为图5(d)所示的电路,此时,电源US处于负半周,iL的实际方向与图示参考方向相反,US一边给C充电,一边给负载提供能量。储能电容C两端的电压逐渐上升。这个时间段的电路微分方程为(4)式。