全方位半无桥式交织式PFC

　　为了节省动力，某些公营事业公司及环保组织研拟出许多方案与奖赏方案，期望能使离线式沟通对直流（AC-DC）电源转换器发挥更高的功率。为削减电线传输的耗费，这一些企业和组织都要求离线式转换器具有功率因数校对（）功用。这些方案包含动力之星（Energy Star）、解救气候（Climate Savers），还有其他八十多项与运算电源相关的方案。这些方案在本质上类似，均都要求离线%以上的功率，一同要求在满负载时，其功率因数要到达0.9以上。

　　为了到达这些功率因数需求，规划人员须导入PFC预整流器（Pre-regulator）。现在已开宣布两项立异的PFC操控拓扑，可提高PFC操控器的功率。第一种拓扑是半无桥式PFC，可削减一半的桥式整流器耗费；第二种拓扑是交织式PFC，可削减高达50%的转换器I2R耗费。这两项技能均须运用两个升压功率级来提高功率，因而，规划人员常常要对这两种拓扑架构进行挑选。为了釐清这样的一个问题，以下将分理论与实务两方面评价，让电源供给规划人员能依据体系需求挑选最适用的拓扑。

　　图1为半无桥式PFC预整流器的电路拓扑图。此拓扑须调配两个升压功率级（Boost1及Boost2）以完成PFC，升压电感直接连接到转换器的输入。此一拓扑也须採用全波整流器（DA、DB、DC及DD），使一般PFC升压电容（CBOOST）在开始的通电时刻可到达最高电量。但是，在升压电容的电量到达最高，转换器发动运作之后，电源转换器在每一次二极体桥接器传导期间，只会有一个整流器二极体（DA或DB）处于作业状况，不像在全桥式拓扑中，一般会有两个二极体一同进行传导。这与以两个桥式整流器二极体进行传导的传统PFC升压适当不同。这项立异技能可革除一个整流器二极体所发生的传导损耗而提高功率，从而提高全体体系的功率。

　　半无桥式PFC虽可提高体系的运作功率，但也有较传统PFC预整流器更杂乱的缺点，且规划人员必定运用更大的电感元件。假如深化探求传统PFC升压预整流器的电感区域乘积（WaAcT）及半无桥式PFC预整流器的全体电感乘积（WaAcS），即可看出这一点。

　　磁性规划人员透过以绕组（Winding）区域（Wa）及中心横截面区域（Ac）为根底的区域乘积核算来选取磁性中心。公式1～3核算半无桥式及传统PFC预整流器的电感区域总乘积，其间L是PFC升压电感，IP是峰值PFC输入电流，ILRMS是均方根（RMS）电流的PFC电感，变数CD表明所规划电感的电流密度，变数ΔB表明电感中磁通量密度（Flux Density）的改变，Ku表明磁性阶段绕组功率。

　　从这些区域乘积的等式中，可看出半无桥式PFC电感乘积的区域总乘积大约比传统PFC预整流器的区域乘积高出1.414倍。亦即半无桥式PFC的总磁量比运用单一升压功率级的传统PFC预整流器至少高出1.4倍。

　　交织式PFC预整流器则是将两个升压功率级交织。这项操控技能须使两个通过功率要素校对的升压功率级坚持180度反相运作。此一拓扑具有多项长处，因而遭到广泛运用，其间一项首要的长处是能够消除输入及输出电感链波电流。假如规划得宜，亦有助于下降全体升压电感及/或电磁波搅扰（EMI）磁量。消除输出电感链波电流可削减升压电容均方根电流，使电容体积缩小25%以上。读者须分外的留意，此处所指的电容体积缩小不是指升压电容体积能够缩小，由于升压电容一般是由延迟时刻及输出功率所决议。图2为交织式PFC预整流器示意图。