PFC工作详解：开关电源架构与关键设计

PFC（Power Factor Correction）工作原理是开关电源设计中的关键环节，它旨在提高交流输入电源的功率因数，减少电网的谐波污染，从而提升电源效率和电网稳定性。在开关电源的基本架构中，PFC通常位于输入回路前端，与电网直接连接，负责改善电源的功率质量。 PFC部分的工作流程如下： 1. **输入回路**：交流输入电压首先经过EMI滤波电路，去除电网中的干扰和噪声，然后通过高压整流和滤波器将交流变为高压直流（DC）。高压直流信号接着进入方波切割元件，如MOSFET，将其转换为高频（20-200kHz）方波信号。 2. **隔离变压器**：这个高频方波信号驱动隔离变压器的初级，变压器次级感应出的低压交流电势经整流和滤波后，得到稳定的低压直流输出供给负载。隔离变压器确保了输入与输出的电气隔离，保障用户安全。 3. **控制回路**：通过直流输出监控电路，持续监控并反馈输出电压状态，PWM逻辑控制器根据反馈调整占空比，维持输出电压稳定。当负载出现故障（如短路、过载）时，保护电路会快速响应，停止方波切换元件的工作，实现保护功能。 **DC-DC变换器架构**： - **Boost（升压）变换器**：如DPS-350MBA，其主要特征包括峰值电流、峰值电压以及理想的传输函数。工作时，电感电流在开关动作下交替流入和流出，通过电感和开关的配合，实现电压提升。 - **Buck（降压）变换器**：例如Buck变换器，其特点包括峰值电流、理想传输函数，平均二极管电流和电压。当开关关闭时，电流通过电感，负载两端电压下降。 PFC工作原理与DC-DC变换器的结构紧密相关，它们共同构成了开关电源的核心组成部分，实现了高效能、高稳定性和安全性。设计时需要综合考虑输入功率因数补偿、电磁兼容性（EMI）、均流技术以及保护措施，以满足不同应用场合的需求。