传统Boost PFC和无桥PFC的工作原理及状态

由于无桥PFC拓扑主要为提高效率（省掉了整流桥及其损耗），但相对传统Boost PFC，在成本（所用MOS管和快速二极管多一倍）、控制（相对复杂）和EMC方面（EMI和surge需要额外处理才能满足要求）不具优势，因此该电路适合于对效率要求较高的模块，对效率要求不高的仍推荐使用传统Boost PFC电路。

图2 基本无桥PFC电路原理图

如图2所示，为基本无桥PFC电路原理图，可以看成由两组对称的传统Boost电路组成，其分别由L1/Q1/D1（图2中绿色部分，这里称为支路1）和L2/Q2/D2（图2中蓝色部分，这里称为支路2）构成。由于去掉了整流桥，因此带极性的交流输入直接加到了Boost电路上，两组Boost电路在正负半周内分时工作（这里称为PWM工作态），同时在不处于PWM工作态时，其MOS管和电感需要为处于PWM工作态的电路提供电流回到电源的通路，这里称为续流态。具体工作过程分析如下：

在交流输入正半周内（即L电压和N电压关系是Vl>Vn），此时交流输入电流也为正，支路1的MOS管Q1处于PWM工作态，同时支路2的MOS管Q2续流，一直导通（可以通过MOS管，也可以通过其体二极管，取决于其控制方法）；图3给出了在正半周内，Q1导通和关断时的电流流向，从图3可以看出，正半周Q1处于PWM工作状态，Q2一直续流实现了PFC功能。

在交流输入负半周，同理可以分析出相关工作状态。图4给出了在负半周内，Q2导通和关断时的电流流向，从图4可以看出，负半周Q2处于PWM工作状态，Q1一直续流实现了PFC功能。

图3 交流输入正时，Q1导通和关断时电流流向

图4 交流输入负时，Q2导通和关断时电流流向

通过分析传统Boost PFC和无桥PFC的工作原理及状态，我们可以得到表1所示差异。在器件使用个数上，无桥PFC省掉了一个整流桥，但MOS管和快速二极管需要多用一倍，在成本上处于明显劣势；同时通过导通和关断时的电流路径可以知道，无桥PFC用“1个体二极管或MOS管”的损耗代替了传统Boost PFC的“2个整流二极管”的损耗，可明显提高效率。

表1：传统Boost PFC和无桥PFC对比

审核编辑：刘清