带功率因数校正的开关电源磁性元件设计

于广，刘龙，申华，鞠尔男

（大连东软信息学院智能与电子工程学院，辽宁大连 116023）

当今电子仪器设备和消费类电子产品更新换代越来越快，对供电电源的要求也越来越高，特别是高效、节能、高频、小体积化已成为各电源生产厂商追求的目标。除了电视机、台式机、电饭锅等电器中采用内嵌电源外，笔记本电脑、IPad、手机等电子设备广泛采用外部电源，以至于一个家庭就拥有大小功率不同多个开关电源，由此可见其有非常大的应用规模。开关电源市场的一个重要趋势，是需要具有更高输出功率、更小体积的开关电源，对笔记本适配器而言，其功率要求已从45～65 W上升到90 W[1]。

AC-DC 开关电源中，一般通过桥式整流实现交流到直流的转换，而整流桥后一般接滤波电容进行直流滤波，电容的接入会使整流管导通角变小，即输入交流电压波形虽然是正弦的，但输入电流波形发生了畸变，因二极管导通角变小变成脉冲电流，其包含的大量谐波电流分量会对电网带来谐波污染，造成电路故障或影响其它用电设备正常工作[2]。有源功率因数校正技术可扩大整流桥导通角，改善输入电流波形，提高功率因数（power factor，PF），从而能改善输入电流的总谐波畸变（total harmonic distortion，THD），减少谐波污染[3]。根据EMC 测试标准要求，中小功率电源现行广泛采用谐波强制标准IEC61000—3—2，其中对大于75 W 用电设备对40 次以内的电流谐波提出要求，需要功率因数校正（power factor correction，PFC）[4]。随着电子仪器设备及电力电子技术发展，对开关电源总体功率密度、转换效率、改善功率因数、空载输入功率等方面提出了更高的要求。……