前言
传统AC/DC变换器输入采用整流二极管，当流过整流二极管的电流较大时，其损耗迅速增加，需要较大的散热器，同时变换器的转换效率较低。为了提高PFC的效率，将整流二极管用MOS管代替，MOS管具有导通电阻小、压降小的优点，散热更容易处理。针对二极管损耗大、传统PFC不具备电气隔离的特点，已有学者提出了一种隔离型无桥PFC变换器。
目录
1 概述
2 隔离型无桥PFC变换器
3 实验验证
4 参考文献
1 概述
电力电子、非线性负载给电网带来了大量的谐波污染，国际电工委员会和美国电气和电子工程师协会对电力电子装置制定了谐波抑制标准，比如ACDC变换器功率大于75W时，都应增加PFC，传统PFC输入侧为整流二极管，其压降大，当功率比较大时，整流二极管的损耗较大，给热处理带来了挑战。为了解决这一问题，已有学者提出了无桥PFC变换器，其中包括电感断续模式无桥PFC，电感断续模式无桥Spice和Cuk变换器、无桥反激PFC等一系列的变换器。下面讲述的是一种单级隔离型无桥PFC变换器，包括工作原理、实验验证部分内容。
2 隔离型无桥PFC变换器
文章中所提出的变换器如图1所示。
图2给出了变换器在电网电压工频周期内，输出电压Uo与n|uC1|大小关系的两种情况，其中uC1为电容C1两端的电压。在这两种情形下，变换器具有不同的工作模态。如图2a所示，Uo始终大于n|uC1|，称为升压模式；如图2b所示，在（T1，T2）期间Uo＜n|uC1|，其余时间段Uo＞n|uC1|，此时称为升降压模式。
升压工作模式：对于交流输入正半周期，二极管Do2截止，在一个稳态开关周期内，变换器存在3个工作模态，工作波形如图3所示，工作过程如图4所示。
模态1：如图4a，t0时刻，开关管S导通，输入电压uin为L1充电，电感电流iL1线性上升；uC1为变压器励磁电感Lm充电，励磁电感电流iLm线性上升，变压器储存能量；二极管Do1和Do2均截止，Do1承受的电压为Uo+nuC1，Do2承受的电压为Uo-nuC1，电容Co向负载供电，以维持输出电压恒定。
模态2：如图4b，t1时刻，S关断，二极管Do1导通续流，储存在变压器中的能量通过二极管Do1传递给电容Co和负载R。Do2关断，其承受的电压为2Uo，开关管S承受的电压为uC1+Uo/n。
模态3：如图4c，S保持关断，Do1和Do2关断，且承受的电压均为输出电压Uo，此时uin、L1、C1和Lm形成低频振荡回路，由于开关频率远大于低频振荡频率，此时iL1和iLm大小相等且保持恒定为i0，Co向负载放电。
升降压模式的分析方法与升压模式相同，其工作波形如图5所示，电路具体工作过程可以参考原文。
3 实验验证
文中首先基于PSIM软件对两种工作模式进行了仿真验证，图6给出了升压模式仿真波形。
由图6a可知，当变换器工作于升压模式时，输入电流均能较好的跟随输入电压，所以功率因数较高。
图6b为升压模式下变换器在交流输入电压正半周期若干个开关周期内的仿真结果，其中Up为驱动脉冲。由图6b可知，变换器工作于DCM情形，且结果与图3的理论分析相符，验证了分析的正确性。
为了进一步验证理论分析的正确性，最后搭建了变换器实验样机，并进行了相对应的波形测试。图7给出了交流110V输入、80W输出时的实验结果，波形自上而下分别为输出电压纹波Uo_rip、输出电压Uo、交流输入电压uin和交流输入电流iin。
变换器正半周期若干个开关周期内的实验结果如图8所示。
从图8看出，该文章所提出的单级隔离型无桥PFC变换器不存在谐振电压、电流尖峰，故可以减小开关器件应力。图8所示实验结果验证了图6的仿真结果，证明了理论分析的正确性。
实验结果表明，不同电压输入或不同负载情况下，功率因数均保持在0.99以上，最大转换效率为90%，最小转换效率为86%。
当变压器变比为1，变换器工作于升降压模式时，由于存在直流偏置，导致输入电流不为标准的正弦波，但电流能较好地跟踪电压。
该文所提出的变换器具有PFC和电气隔离的优点，电路具有器件少、结构简单的优点。在小功率应用中具有较好的参考价值。
4 参考文献
[1] 一种单级无桥隔离型PFC变换器
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