本文從最常用的PFC拓?fù)涞慕嵌葋硖接戨娫丛O(shè)計(jì)的方法，希望電源設(shè)計(jì)盡可能變得透明，科學(xué)和合理，最大限度的提高產(chǎn)品開發(fā)效率，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

相信很多工程師在設(shè)計(jì)時(shí)都有這樣的困惑：電路拓?fù)涞脑砦叶加兴私?，但是如何能夠根?jù)客戶的需求設(shè)計(jì)出好的產(chǎn)品呢?大多數(shù)時(shí)候我們都是在抄襲和模仿，或者根據(jù)IC廠家的典型設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的更改，我們會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的變壓器，電感，會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇電阻，電容，二極管，MOSFET等器件，我們往往是知其然不知其所以然。

首先，我們要考慮的是，客戶的需求是什么？產(chǎn)品的功率等級(jí)是多少？輸入范圍和輸出范圍是什么？還要滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)？體積，成本（價(jià)格），效率，開發(fā)周期等也都要考慮進(jìn)來。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

對(duì)于中小功率（200W以下）如果想要同時(shí)考慮到多個(gè)方面（如成本，體積等），可以選擇DCM BOOST PFC電路。它可以實(shí)現(xiàn)MOSFET零電流開通，無需任何輔助電路即可實(shí)現(xiàn)軟開通，二極管零電流關(guān)斷，用普通的Ultra-fastrecovery二極管即可基本消除反向恢復(fù)問題，由于每一個(gè)開關(guān)周期中，電感電流都會(huì)從零開始，再歸于零，沒有直流偏置問題，可以用鐵氧體磁芯代替昂貴的鐵硅鋁等粉芯類磁環(huán)，降低成本，縮小體積，提高效率，同時(shí)IC廠家的解決方案豐富，開發(fā)周期短。

當(dāng)考慮到200W-400W中小功率等級(jí)電路設(shè)計(jì)時(shí)，BCM BOOST PFC電路則更為合適。它的臨界導(dǎo)通模式，既有DCM的優(yōu)點(diǎn)，又可以克服其某些缺點(diǎn)，同時(shí)由于是變頻控制，EMI的頻譜很寬，單個(gè)頻率點(diǎn)的能量幅值就小得多（在定頻控制中，所有的能量都集中在開關(guān)頻率的基波，二次諧波，三次諧波等諧波頻率點(diǎn)上，所以幅值很大），電磁兼容性設(shè)計(jì)會(huì)更容易解決。

當(dāng)要設(shè)計(jì)400W-1000W中大功率電路時(shí)，我們認(rèn)為interleaved BCM BOOST PFC電路更為受用。對(duì)于400W以上的應(yīng)用而言，單路BCM/DCM BOOST PFC電路的峰值電流太大，MOSFET的關(guān)斷損耗會(huì)隨之增加，電感的最大磁通密度也會(huì)增加，在飽和磁通密度和電感損耗之間很難找到折中的平衡，同時(shí)由于峰值電流的增大，濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)漸漸變得困難。所以采用兩路BCM BOOST PFC交錯(cuò)并聯(lián)更合適一些，兩路紋波對(duì)消，輸入的總紋波電流大大減小，從而又起到了簡(jiǎn)化濾波器設(shè)計(jì)的效果。同時(shí)由于每一路電路的功率只有總功率的一半，器件選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)都較容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，雖然IC廠家和一些專家宣稱interleaved BCM BOOST PFC電路最大只能應(yīng)該用到1000W的功率等級(jí)，但是經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，最大可拓展到2000W的功率等級(jí)，單級(jí)效率可以達(dá)到98.4%，而成本卻低于CCM BOOST PFC電路。

CCM BOOST PFC廣泛應(yīng)用于1kW功率等級(jí)以上的應(yīng)用。這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相關(guān)論文眾多，控制策略成熟，解決方案也很多。在CCM BOOST PFC電路的基礎(chǔ)上衍生出很多的軟開關(guān)電路，用以提升效率，但需要指出的是，這些軟開關(guān)電路都增加了電路的復(fù)雜性，使得控制策略變得復(fù)雜，降低了產(chǎn)品的可靠性，而實(shí)際的效率提升并不明顯，所以并不是合適的選擇。通過對(duì)CCM BOOST PFC電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，效率可以提升97%以上，并不需要畫蛇添足的增加軟開關(guān)電路。

三相PFC電路和interleaved CCM BOOST PFC電路兩種方案都可以用于3kW功率等級(jí)以上的應(yīng)用。其中三相相位差120°，對(duì)于6kW以上功率等級(jí)尤為適合，每一相的功率只有總功率的三分之一，優(yōu)化設(shè)計(jì)并不難，但缺點(diǎn)是三相的控制策略非常復(fù)雜，目前還沒有專門的IC解決方案，需要通過DSP軟件控制來實(shí)現(xiàn)，技術(shù)實(shí)力一般的公司難以做到。在第二種方案中，交錯(cuò)并聯(lián)總是能把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，當(dāng)然交錯(cuò)并聯(lián)不是兩個(gè)電路的簡(jiǎn)單并聯(lián)，而是存在相位差的并聯(lián)，目的是最大程度的對(duì)消兩路電路的紋波，簡(jiǎn)化EMC濾波電路的設(shè)計(jì)。Interleaved BCM BOOST PFC電路已有成熟的IC解決方案，就設(shè)計(jì)難度來說要小于三相PFC電路。

另外我們還要注意無橋PFC電路。所謂的無橋PFC就是在任何時(shí)刻，整流橋只有一個(gè)二極管導(dǎo)通，整流橋的損耗只有其他PFC電路的一半，對(duì)于整機(jī)效率來說，大約可以提升0.5%的效率。但無橋PFC也有缺點(diǎn)，那就是其每一路電路在正負(fù)半波中交替導(dǎo)通，每一路都要承擔(dān)所有的功率。以3kW的PFC電路設(shè)計(jì)而論，如果采用無橋PFC電路，那么兩個(gè)支路的設(shè)計(jì)都要按照3kW來進(jìn)行，關(guān)鍵器件數(shù)量都要乘2，所占用的空間體積也是兩倍。所以bridgeless PFC的優(yōu)化設(shè)計(jì)是個(gè)難題，很難在性能和成本之間達(dá)到一個(gè)折中，而且控制策略也較為復(fù)雜，還有很多的專利需要避開，對(duì)于技術(shù)實(shí)力一般的公司或工程師而言，選擇這個(gè)方案將面臨巨大的挑戰(zhàn)。