单级不对称半桥变换器在PFC中的应用与设计

"本文主要探讨了电源技术中的单级不对称半桥变换器设计与实现，重点关注了功率因数校正（PFC）的概念及其重要性。功率因数是衡量电力利用率的关键指标，高功率因数意味着电力资源的高效利用。在计算机开关电源等电容输入型电路中，由于电流和电压的相位差导致功率损失，因此需要PFC电路进行补偿。目前的PFC技术分为被动式和主动式两种，而单级PFC的研究因其简化系统结构和提高效率的潜力而备受关注。在单级PFC中，电源控制器扮演着确保快速稳定输出的角色，同时要处理输入功率因数的问题。文章进一步阐述了基于不对称半桥的单级PFC结构，这种结构利用零电压开关（ZVS）技术，通过谐振降低开关损耗，提高了转换效率。" 在电源技术领域，单级不对称半桥变换器是一种高效解决方案，尤其适用于中低功率应用。这种变换器采用了固定死区时间的互补PWM控制策略，不需要额外元件，通过内部组件的分布特性实现零电压开关，降低了开关损耗。图1描绘了电路的基本组成，包括整流后的电压Vg、Boost电感Lb、储能电容Ca以及互补控制的MOS管S1和S2。MOS管的寄生二极管和电容以及谐振电感Lr（包括变压器漏感）共同作用，实现了开关过程中的零电压过渡，减少了能量损失。 此外，励磁电感Lm和变压器原副边匝数Np和Ns的配合，允许变换器在不同负载条件下保持稳定的工作状态。副边通常连接到负载，提供所需的直流输出。这种不对称半桥变换器结合了PWM的效率优势和ZVS的无损耗特性，能够显著提高整体系统的能效，尤其适用于需要高功率因数和高效率的电源设计。 总结来说，单级不对称半桥变换器通过创新的电路设计和控制策略，解决了传统电源系统中功率因数低和开关损耗大的问题。它不仅简化了电源架构，还提高了能量转换效率，是现代电源技术研究的重要方向。在实际应用中，这种变换器可以广泛应用于各种电源设备，如服务器、数据中心和家用电器等，为实现绿色能源和高效电力利用做出贡献。