ZHCAC32 September 2020
#GUID-8F3AC6B6-CD17-469D-A5B6-20CC4E2367B1 所示為圖騰柱 PFC 拓?fù)?,這是一種傳統(tǒng)的升壓 PFC,其中二極管電橋的一半被半橋配置中的有源開(kāi)關(guān) S1 和 S2 所取代,因此稱為“圖騰柱”。二極管 S3 和 S4 形成 50Hz 至 60Hz 的慢速線路頻率橋臂,可以是慢速交流整流器二極管,也可以替換為低 RDS(on) 同步 MOSFET 以提高效率。
圖 3-1 圖騰柱 PFC. 圖騰柱 PFC 具有提高效率的優(yōu)勢(shì)。主電流一次僅流經(jīng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)。S1 和 S2 與互補(bǔ) PWM 信號(hào)同步驅(qū)動(dòng),慢速線路頻率橋臂上的 S3/S4 可以是二極管或低 Rds(on) Si MOSFET,以便進(jìn)一步降低傳導(dǎo)損耗。其次,由于器件數(shù)量較少,因此可提供更高的功率密度和更低的 BOM 成本。最后,圖騰柱 PFC 本身就可以雙向運(yùn)行,非常適合 V2G 應(yīng)用和車(chē)載雙向電池充電器。唯一的缺點(diǎn)是,對(duì)于硅 MOSFET,圖騰柱排列允許僅在斷續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM) 或臨界導(dǎo)通模式 (CrM) 下運(yùn)行,因?yàn)槿绻试S連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM),MOSFET 體二極管的反向恢復(fù)會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的損耗。硅 MOSFET 中體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)多于標(biāo)準(zhǔn)快速恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間。因此,反向恢復(fù)損耗將非常高,效率將很低。盡管圖騰柱無(wú)橋升壓 PFC 在與硅 MOSFET 配合使用時(shí)受到限制,但具有零恢復(fù)反向?qū)üδ艿奶蓟?(SiC) 和氮化鎵 (GaN) 開(kāi)關(guān)器件出現(xiàn)后,因此即使在 CCM 運(yùn)行時(shí)也是優(yōu)選。該圖騰柱 PFC 可通過(guò)交錯(cuò)功率級(jí)擴(kuò)展為更高功率,如#GUID-FC66BE09-A3A0-4874-BE8C-6F7640255364 所示。
圖 3-2 交錯(cuò)式圖騰柱 PFC. 效率為 98.6% 且適用于混合動(dòng)力汽車(chē)/電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電器的 6.6kW 圖騰柱 PFC 參考設(shè)計(jì) 和高效率 GaN CCM 圖騰柱無(wú)橋功率因數(shù)校正 (PFC) 參考設(shè)計(jì)展示了交錯(cuò)式 PFC 在電動(dòng)汽車(chē)充電應(yīng)用中的應(yīng)用。