功率因数校正在走向低端电源
---- 这个转变的原因是,出口（尤其是欧共体）标准要求功率必须于负载处在电源自己内部得以校正。在美国国内,一般300到400W以上功率的电源才有PFC,这样的投入才会得到较好回报。然而,由于技术的新进展及现有技术的创新应用,PFC正在走进一度认为得不偿失的低端电源应用之中。
令人困惑的法规---- EN61000-3-2,这个替代IEC555-2标准、关于输入谐波电流辐射的欧洲标准自从它制订的那一天起就漂乎不定。该法规不断更改内容和生效日期,使美国和其他国家的人们都十分迷茫。供应商和设计者搞不清这个全面的法规最后会是个什么样子,也不知道它何时生效,以及应该额外做些什么才能符合它的要求。---- EN61000-3-2现在适用于所有家用电器的电源,2001年1月将适用于75～1000W商业级电源。包括小到50W电源的法规可能在2005年1月生效。
---- 500W以上的电源制造商并未坐待这些法规的确定,他们已经把PFC设计进去了。然而,在价格更为敏感的领域,许多设计者已决定目前放弃PFC,他们说,从经济角度考虑,短暂的产品寿命是不采用符合EN61000-3-2标准电源的主要理由,除非到了非用不可的那一天。 技术问题---- 在低端电源中实施PFC有主动或被动两种方式。一般来说,75W以下采用被动或单级主动PFC较好,75到200W选择单级主动方式,而200W以上采用两级主动则最佳。
---- 被动PFC使用电感器、电容器和其他无源元件,是低功率、价格敏感电源的理想之选。被动方式可靠、便宜且高效,但与主动PFC方式相比则又重又大,而后者则由于出色的性能赢得越来越多的青睐。
---- 主动PFC既可通过双级也可通过单级技术来实现。单级PFC（见图1）现在看来在15W以下很有潜力。在这个功率范围内获得低电流和高电压非常容易,难的是设计出低输出电压和高输出电流的转换器,效率要求与高电压的器件几乎一样,并在85～265Vac整个范围内都能工作。
---- 不幸的是,大多数现有的单级PFC技术需要高成本、高电压的元件。我们的目标是实现在450V以下电压工作,这个范围内的元件成本和供货时间可以接受。工作电压小于450V同时又能在宽输入电压范围内输出高电流、低电压的电路技术已见端倪。不过,这些技术大部分都过于昂贵、过于复杂,或性能不佳。
---- 对于单级PFC,输出和输入电容的电压都必须得到控制,这就意味着从一个单独的开关产生能量为电容充电到足够高的水平并保持在这个水平,这样谐波就会低于国际标准。需要某种调节措施使输出电压在负载下降、输入电压上升时不至过高。
