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无源(填谷)PFC电路是以牺牲电源的效率和稳定性为代价的!

很多不太懂电源人,盲目的把电源加上无源(填谷)PFC电路,以为这样就能很容易的解决电路的PF值问题了,事实上,这样在很多时候是得不偿失.说一个最简单的例子,就能很好的讲明这个问题.懂点电源的人都知道,电源适配器这东西,就算出口的国外的高端的产品,60W内都是不搞PFC电路的,国内用的更是几百瓦不做PF电路,说到成本增加,无源或是填谷PFC增加不了几毛钱,人家为什么不用?原因就在这里,增加一点PF值,牺牲了电源本身的更多优良性能.下面我从原理的方式来阐述一下.
     无源PFC大约有两种方式,我所知道的.一是直接将反激电路前级的400V大电解拿掉,换上CBB,于是输入到电路中的电压波形就是正弦波了,然后将电源的变压器(或电感)调节感量,使其达到DCM和CCM工作模式的临界点上,调的准的,能将PF值调到0.9.这样做的缺点也是一下就能看出来了,因为输入电压降低,效率降下一截,且由于没有前级滤波,电路纹流变大,电路的稳定性也大大降低,我原来就这样搞过,用于升压电路,过不久不用,因为实际应用发现得不偿失.
    另外一种就是填谷电路,增加三只二极管,400V电解换成两只250V的,这个电路比前面那个电路好一些,因为输入级的纹波没那么大.但输入电压的谷值是原来电解直接滤波的一半,峰值不变.也一样会降低电源的效率和稳定性!现在很多人做降压型的LED日光灯电源,将220V市电经过一个填谷电路,于是输入电压谷值减半,峰值不变,因此将日光灯的灯珠连接方式由原来的48并6串改为24串12并,电流增大一倍,这样做,功率因数是提高了(>0.9),但牺牲了两个东西,一是效率,效率起码降下3个百分点,二是稳定性,事实证明,填谷电路加入降压型电源中,使得本来稳定性就不算很好的非隔离降压电源,稳定性更差了(其实就是浪涌击坏,即量产或出货发现灯管无缘无故炸坏的比例大大增加).
    事实上无源PFC电路都是有这种缺点的,即牺牲效率和稳定性来提高PF值.我原来也曾用填谷电路或是第一种方式提高PF,但后来发现得不偿失,所以后来都不做高PF电路了,一是调试困难,二是效率和稳定性下降了不少,不如不搞.
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entertest
LV.5
2
2009-09-11 17:58
有含量.
请问一个问题,我在用buck方式时采用了填谷电路PFC,输出电压为48V,当输入电压降到110V左右变压器就开始有嗡嗡声,是不是你所说的不稳定,可不可以改善?
谢谢.
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2009-09-11 18:07
@entertest
有含量.请问一个问题,我在用buck方式时采用了填谷电路PFC,输出电压为48V,当输入电压降到110V左右变压器就开始有嗡嗡声,是不是你所说的不稳定,可不可以改善?谢谢.
填 谷电路110V时输出48V还能用啊?懂不懂常识.
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2009-09-12 14:09
@半导狂人
填谷电路110V时输出48V还能用啊?懂不懂常识.
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产品现货报价
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entertest
LV.5
5
2009-09-14 09:03
@半导狂人
填谷电路110V时输出48V还能用啊?懂不懂常识.
110V*0.707=77V,按道理应该可以驱动48V负载啊
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banma2001
LV.7
6
2009-09-14 09:46
@entertest
110V*0.707=77V,按道理应该可以驱动48V负载啊
110V*0.707=77V是理论值,实际还要乘个系数
填谷电路的缺点是供给开关管的直流电压波峰比很高,输出电流波峰比也很高,损耗很大.
填谷电路不适合做降压型电源的.因为填谷电路滤波的电路输出电压谷值只有电解滤波电路
谷值的一半.
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2009-09-14 12:07
@banma2001
110V*0.707=77V是理论值,实际还要乘个系数填谷电路的缺点是供给开关管的直流电压波峰比很高,输出电流波峰比也很高,损耗很大.填谷电路不适合做降压型电源的.因为填谷电路滤波的电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半.
错了,是110*0.707再除以2差不多,填 谷电路谷值是减半的.
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entertest
LV.5
8
2009-09-14 15:31
@半导狂人
错了,是110*0.707再除以2差不多,填谷电路谷值是减半的.
应该是110*1.414/2为电压的谷值吧?峰值为110*1.414V
还是不明白,这个值有77V,即使乘以一个系数,驱动48V应该也够了啊
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2009-09-14 15:36
@entertest
应该是110*1.414/2为电压的谷值吧?峰值为110*1.414V还是不明白,这个值有77V,即使乘以一个系数,驱动48V应该也够了啊
你去学一下基础知识行不行?这种问题,也就是我还有点耐心回答你,别人都不会甩你.1.414是峰值.
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entertest
LV.5
10
2009-09-14 18:07
@半导狂人
你去学一下基础知识行不行?这种问题,也就是我还有点耐心回答你,别人都不会甩你.1.414是峰值.
1.414是为峰值,谷值为这个峰值的一半.这个符合理论分析,也符合测量结果.
个人觉得你的结论有问题,不应该是1.414/2再除以2.
再普及一下基础知识:谷值是相当于峰值减半(考虑到时放电过程发生,如banma2001所言,会再乘以一个接近于1的系数),而不是相当于峰值的减半再减半.
还是谢谢你的答复,尽管你还没有回答我的问题.
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banma2001
LV.7
11
2009-09-14 18:56
@半导狂人
你去学一下基础知识行不行?这种问题,也就是我还有点耐心回答你,别人都不会甩你.1.414是峰值.
1.414是峰值没错,但是填谷电路,当输入电压降到峰值的1/2,2个滤波电容开始并联放电,也就是波谷值是峰值的1/2,而不是1/2的1/2,因为要考虑负载的阻抗,实际波谷值比理论值要低,负载越重,谷值越低.
狂人兄好好补习下常识.
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sztw
LV.5
12
2009-09-14 21:31
@entertest
有含量.请问一个问题,我在用buck方式时采用了填谷电路PFC,输出电压为48V,当输入电压降到110V左右变压器就开始有嗡嗡声,是不是你所说的不稳定,可不可以改善?谢谢.
您的计算方式没错,声音是否是100HZ?可试试加大BUCK后的电容以降低接近电压谷值时脉宽过大.
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sztw
LV.5
13
2009-09-14 21:38
如不考虑别的因素,负载电压高些效率会高些.
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entertest
LV.5
14
2009-09-15 09:39
@sztw
如不考虑别的因素,负载电压高些效率会高些.
对,负载电压越高,效率越高.所以在110V时才决定取48V的负载电压.
已经尝试过增加buck的电容大小,有改善,但效果不明显.
暂时还不能确定是否为100Hz的响声,但是估计和这个相关.用示波器可以看到功率MOS的gate电压在谷值时频率和其他电压时刻的频率相差很大,怀疑电感的自激频率落在了这两个频率之间,导致了电感发出响声.
正在想办法研究电感回路的自激频率怎么计算.
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sztw
LV.5
15
2009-09-15 13:12
@entertest
对,负载电压越高,效率越高.所以在110V时才决定取48V的负载电压.已经尝试过增加buck的电容大小,有改善,但效果不明显.暂时还不能确定是否为100Hz的响声,但是估计和这个相关.用示波器可以看到功率MOS的gate电压在谷值时频率和其他电压时刻的频率相差很大,怀疑电感的自激频率落在了这两个频率之间,导致了电感发出响声.正在想办法研究电感回路的自激频率怎么计算.
试试BUCK电感改用铁硅铝环
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半导狂人
LV.10
16
2009-09-15 13:12
@sztw
试试BUCK电感改用铁硅铝环
铁硅铝太贵.
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entertest
LV.5
17
2009-09-15 15:38
@半导狂人
铁硅铝太贵.
大家遇到这种问题是怎么解决的?
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banma2001
LV.7
18
2009-09-15 16:30
@entertest
大家遇到这种问题是怎么解决的?
无源PFC最好还是做成单电压的,输入110V,就按照110V输入去设计,改变一下LED的串并联结构,把输出电压降低一些.
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entertest
LV.5
19
2009-09-15 18:40
@banma2001
无源PFC最好还是做成单电压的,输入110V,就按照110V输入去设计,改变一下LED的串并联结构,把输出电压降低一些.
有道理
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madboy21
LV.8
20
2009-09-16 01:29
@entertest
有道理
我已做了一款样机,输出40V以下时可全电压输入,没有出现像你说的问题.
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entertest
LV.5
21
2009-09-16 08:52
@madboy21
我已做了一款样机,输出40V以下时可全电压输入,没有出现像你说的问题.
输出功率有多大?
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madboy21
LV.8
22
2009-09-16 09:56
@entertest
输出功率有多大?
设计最大输出电流为500mA
较率现在只有90%,EMC测试方面已过传导,辐射还有点超,等搞好可以提供样机,有兴趣可打电话和我联系,谢谢!!!
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半导狂人
LV.10
23
2009-09-16 10:31
@madboy21
设计最大输出电流为500mA较率现在只有90%,EMC测试方面已过传导,辐射还有点超,等搞好可以提供样机,有兴趣可打电话和我联系,谢谢!!!
90%效率是否真实?40V500MA?
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entertest
LV.5
24
2009-09-16 16:34
@madboy21
设计最大输出电流为500mA较率现在只有90%,EMC测试方面已过传导,辐射还有点超,等搞好可以提供样机,有兴趣可打电话和我联系,谢谢!!!
ok,搞好后,如果方便给我个板子测试测试
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madboy21
LV.8
25
2009-09-17 15:28
@entertest
ok,搞好后,如果方便给我个板子测试测试
我也在深圳
留下你的联系方式,方便联系.
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madboy21
LV.8
26
2009-09-17 15:29
@半导狂人
90%效率是否真实?40V500MA?
狂兄!你做的都上92%了~~~~
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entertest
LV.5
27
2009-09-17 16:05
@madboy21
我也在深圳留下你的联系方式,方便联系.
科技园 13824371258 kevin.guo
谢谢
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半导狂人
LV.10
28
2009-09-17 21:40
@madboy21
狂兄!你做的都上92%了~~~~
我的输出规格是150V,98MA,损耗比你的小的多.
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kob1981520
LV.5
29
2009-09-18 17:06
@entertest
科技园13824371258kevin.guo谢谢
效率很高啊,加了填谷式PFC的电路效率还达到90%,不错.
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LINXX098
LV.6
30
2011-12-01 17:22
@banma2001
1.414是峰值没错,但是填谷电路,当输入电压降到峰值的1/2,2个滤波电容开始并联放电,也就是波谷值是峰值的1/2,而不是1/2的1/2,因为要考虑负载的阻抗,实际波谷值比理论值要低,负载越重,谷值越低.狂人兄好好补习下常识.
看到最后还是没有搞清楚真正的正确答案,求解,就是1/2还是1/2的1/2?
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2011-12-14 11:04
那现在那么多要求PF值的就能不要吗?还是有其他更好的电路,除了有源PFC
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