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第 2 1 卷 第 1 期 电 工 电 能 新 技 术 Vol . 2 1 ,No . 1
2002 年 1 月 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy J an . 2002
Boost PFC 电路中开关器件的损耗分析与计算
曹建安 , 裴云庆 , 王兆安
(西安交通大学 , 陕西 西安 710049)
摘要 : 根据开关器件的物理模型 ,分析了开关器件在 Boost 电路中的损耗 ,并计算了Boost PWM 和
PFC 两种不同电路的开关损耗 ,给出了开关器件的功耗分布 。最后对一台 3kW 的Boost 型 PFC 整
流电源进行了优化设计 。
关键词 : 功率因数校正 ; 功率损耗
( )
中图分类号 : TM46 文献标识码 : A 文章编号 : 2002
二级管 , C 为寄生电容和吸收电容之和 , D 为隔直
1 前言 r
二级管 , C1 为滤波电容 , RL 为负载 。
开关电源中功率器件的损耗影响其可靠性和效
2 Boost PWM 电源开关损耗分析与计算
率 ,从而影响其性能指标 。特别是在功率因数校正
(PFC) 电路中 ,二极管反向恢复电流不但给二极管 在典型Boost 电路的应用中 ,开关损耗主要集中
造成损耗 ,而且给开关管造成损耗 , 并产生较大的 在两种器件上 :一种是快恢复二极管的损耗 ,另一种
EMI 干扰 。文献[ 1 ] 对硬开关 Boost PWM 电路中开 是开关管的损耗 。其中快恢复二极管对整机的性能
关器件的损耗作了较为详尽的分析和计算 ,但是该 指标和可靠性影响比较大 。
文献中的损耗模型仅适合于小功率的Boost PWM 电 21 快恢复二极管的损耗
路 。对大功率 Boost PFC 整流电源而言 ,该模型就不 快恢复二极管的损耗主要由三部分组成 :一部
能准确描述开关器件的工作状态 ,其功率损耗的计 分是开通损耗 PON ,一部分是通态损耗 PCON ,另一部
算结果误差也就比较大 。因此 ,作者对如图 1 所示 分是关断损耗 POFF 。在分析之前 ,假设电感 L 工作
的一台3kW 的Boost PFC 整流电源进行了损耗分析 在电流连续模式下 ,并且二极管关断时的 d i d t 等
f
和计算 ,并得出和实际比较接近的结论 。 于开关管开通时的 d ifr d t 。快恢复二极管的开通损
耗由开关管关断时的 d i d t 决定 ,关断损
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