基于LLC与交错并联结构的PFC电路研究①

徐 锐，国 海，权 悦，郭清香，刘帅帅

(安徽科技学院机械工程学院，安徽 凤阳 233100)

0 引 言

目前，设备运行过程中的谐波污染、功率因数降低等问题日益凸显，开关电源技术逐渐向着高频化发展带来的开关管损耗也变得不容忽视[1]。有源功率因数校正(APFC)技术、软开关技术能够较好解决以上问题。国内外的众多学者对APFC技术、和软开关技术进行了大量研究。文献[2]提出了一种1.5kW谐振变换器，实现了系统的软开关控制，但未对前级PFC电路的设计进行阐述，忽略了电路谐波对系统的影响。文献[3]以交错并联Boost PFC为研究对象，设计了一种车载充电系统，进行了前级PFC电路的设计，但未考虑到系统高频化在实际工作过程中带来的开关损耗问题。传统单相Boost PFC电路的出现有效改善了电网当中谐波的含量，提高了功率因数，但由于电路电感体积过大，输入电流纹波幅值过大等原因已经无法满足有些要求严格的场合的生产需要，而两相交错并联Boost PFC电路的出现很好的解决了上述问题[4]。LLC谐振变换器通过电容、电感之间的谐振，使得功率器件可以实现软开关[5]。综合考虑上述两种电路的工作特点，将二者相结合研究了一种新型的电路拓扑结构。对电路进行设计、仿真分析，验证了该电路结构设计是完全可行的。

1 主电路拓扑结构

设计电路结构主要分为两个部分：交错并联Boost PFC电路和半桥LLC谐振变换电路。图1为主电路图，电感L1、L2与开关管S1、S2组成了前级的功率因数校正部分；电感Lr、Lm电容Cr组成了后级的LLC谐振变换器部分。……