什么是无桥PFC电路？工作原理怎样？

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无桥PFC是一种更高效的功率因数校正电路，它去掉了传统PFC电路前端的整流桥电路，以降低导通损耗，提升整体效率。

要理解无桥PFC，我们最好先回顾一下传统的PFC电路。

一、传统的PFC电路

在传统的开关电源中，交流电输入后，首先会经过一个由四个二极管组成的整流桥，将交流电转换成脉动的直流电。然后，这个直流电再送入一个Boost升压电路进行功率因数校正。

如图示

该图为一个传统的交错式PFC(功率因素校正电路)电路，从图中可以看出，它的特点是:
①由四个二极管D1~D4构成整流桥，将220V交流电转换成直流电(+300v)。

②Q1、Q2为PFC场效应开关管，L1、L2为储能电感，D5、D6为续流管。

③两组(一组1、L1、D5，另一组2、L2、D6)并联的BOOST拓扑结构升压电路，构成交错式PFC(功率因素校正)升压电路。

在这个传统的PFC电路中，电流在任何时刻都要同时流过两个二极管（整流桥中的两个），而二极管是有正向导通压降的（通常为0.7V-1.2V）。这会产生固定的导通损耗尤其是在大电流工作时，损耗相当可观，限制了整机效率的进一步提升。

二、无桥PFC电路

无桥PFC的设计理念:

既然整流桥是损耗大户，那就把它去掉。

但它并不是简单地移除整流桥，而是将Boost PFC电路本身和整流功能巧妙地融合在一起，用开关管和二极管来完成整流和升压的双重任务。

如图示

该图为无桥双开关管图腾柱PFC电路简图，
从图中可以看出:

①它用两个场效应开关管Q1、Q2代替了两个二极管。

②它将整流和升压巧妙地结合在一起。

③由两个不同工作频率的支路构成:

A、快速支路:

由场效应管Q1和Q2构成，该支路场效应管由电源芯片驱动，工作频率高约100HZ，主要作用是升压和整形。

B、慢速支路:

由二极管SD5、SD6组成。工作频率低，在交流电网50~60HZ频率切换工作，主要作用是整流。

④它使用两个并联的开关路径（由MOSFETQ1、SD6以及Q2和SD5构成），在交流电的正半周和负半周期间，交替工作。

工作原理：

正半周： 电流通过一条路径（例如，MOSFET Q1和二极管 SD6）流向负载。

负半周： 电流通过另一条路径（例如，MOSFET Q2和二极管 SD5）流向负载。

由以上分析可知， 在任何半周内，电流都只流过一个二极管（另一个是MOSFET），而不是像传统整流桥那样同时流过两个二极管。由于MOSFET的导通电阻非常低，其导通损耗远低于二极管，因此整个电路的导通损耗被大幅降低。

三、常见的无桥PFC拓扑结构

①双开关管普通无桥PFC电路简图：

如图示


从图中可以看出该电路结构特点:

场效应开关管Q1、Q2均在下端，而两个续流管二极管均在上端，这是其与上面介绍的无桥图腾柱双开关管PFC电路区别。

上面描述的最经典的结构，使用两个MOSFET和两个二极管。

②无桥图腾柱PFC电路

该电路包含二类:

A、无桥双开关图腾柱PFC电路。(上面已介绍)

B、无桥四开关管图腾柱PFC：

这是目前最流行的高效无桥方案。它使用四个开关管（MOSFET），利用MOSFET的双向导通特性，在低频半周内作为二极管整流，在高频周期内作为同步整流开关，从而将二极管损耗降到极低。现代高性能PC电源和服务器电源广泛采用图腾柱PFC。

如图示


③双Boost无桥PFC：

使用两个独立的Boost电感，控制相对简单，但成本和体积较大。

如图示

四、无桥PFC电路的应用:
主要用于对效率要求极高的场合：

比如高端电脑电源（尤其是80 PLUS金牌、铂金、钛金认证）

服务器/数据中心电源，通信电源设备，大功率LED驱动，新能源充电桩。


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热心助人

谢谢分享。但文中缺“无桥四开关管图腾柱PFC”的电路图。

黑白无常

学习了  感谢

滨州疯人

谢谢 好资料

贾志敏

谢谢分享

老马横行

老师傅。这个是不是叫同步整流