随着时代的发展，电源被设计得越来越小，却越来越高效，而在节能倡议和客户期望的推动下，电源还需要具有功率因子校正（PFC）功能。通过减少谐波含量和被动电源引起的电力线损耗来降低对交流市电基础设施的压力，这给电源设计人员带来了不小的挑战。 本文将讨论一个 300 W、20 V 单相交流输入电源设计，该电源具有超过 36 W/in3 的高功率密度，且满载效率为94.55%。表1 总结了其关键性能特征，图1 显示了该电源。经由先进的图腾柱 PFC 控制器控制前端 PFC，且 PFC 由 GaN 集成驱动器所驱动，后端由频率 500 kHz 的高频 LLC 级，配合输出同步整流，可实现高功率密度。 表 1. 300 W 超高密度电源性能总结
图 1. 300 W 超高密度电源
图 2. 桥式整流器后接单相 PFC 级
我们将通过数学模型来分析控制方法，并透过 T、tON、t2 和 t3 的图形显示。我们可以看到，iIN 和 vIN 之间有可能成正比的关系式。tON 项来自设计带宽在 5 到 10 Hz 之间的低带宽控制环路；因此，它在最低频率为 30 kHz 的快速开关周期内保持恒定。 如果 t3 为零，则 t1 + t2 项将与 T 相抵。但是，t3 通常不为零，因此我们需要对此进行处理。我们调整 tON 值，使 iIN 与 vIN 成比例。 电感值和数据手册中的 tONMAX 值决定了给定输入电压和假定效率 η 下的最大输出功率。
一般来说，t3 永远不会是零（我们稍后将讨论），因此我们需要通过一个因子来微调 tON 的值。t1、t2 和 T 的值源自前一个开关周期。
因此，即使 t3 不为零，现在一个开关周期内的平均输入电流 iIN 也与一个开关周期内的平均输入电压 vIN 成比例。
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