单级功率因数校正在AC-PDP开关电源小型化设计中的应用.doc

单级功率因数校正在ac-pdp开关电源小型化设计中的应用 杨文贵，神兆旭，林国淑 (西安交通大学电子物理与元器件教育部重点实验室，陕西 西安 710049） 摘要：传统的交流等离子显示器（acpdp）开关电源采用的是功率因数校正加dc/dc变换的两级电路。针对其结构复杂，体积较大的缺点，设计了一种单级功率因数变换器，实现了小型化的目的。 关键词：单级功率因数校正；反激变换；彩色交流等离子显示器 0 引言 随着社会信息化的不断发展以及先进制作工艺的不断提高，作为大屏幕壁挂式电视和高质量多媒体信息显示的终端彩色交流等离子体显示器（ac-pdp）,其屏幕做得越来越大，功耗越来越小，电路结构越来越简单，成本也越来越低。而电源作为ac-pdp的一个重要组成部分，也向着小型化和简单化的方向发展。 传统的ac-pdp电源一般采用两级方案，即pfc级dc/dc变换的电路拓扑结构。它们分别有各自的开关器件和控制电路。尽管其能够获得很好的性能，但其体积过大，成本太高，电路比较复杂。因此，对其进行小型化改造也成了ac-pdp技术研究的一个方向。 由于ac-pdp驱动控制电路的复杂性，导致了其开关电源的复杂性。分析可知，不管从传输能量角度还是从所占体积的角度，pfc模块和扫描驱动电极dc/dc变换模块都占有相当大的比例。因此，对这两部分的改造就成为ac-pdp开关电源小型化改造的一个切入点。本文根据单级功率因数校正的工作原理，提出了一种ac-pdp电极驱动电源模块改进方案。 1 单级pfc维持电极电源模块的拓扑结构及工作原理 本文采用的单级功率因数校正变换器电路拓扑结构如图1所示。单相交流电经全波整流后，通过串联两个感性ics（input-current shaping）接到双管反激的dc/dc变换单元。 图1 主电路拓扑结构 图中的两个ics单元完全相同，即lb1=lb2，ld1=ld2，n1p=n1n。采用这种双ics的单元结构是为了减小储能电容器上的电压以及流过开关管的电流。 下面通过开关管的动作过程分析整个电路的工作原理以及工作过程。 1）s1和s2导通期间 其简化电路如图2（a）所示。开关管导通，储能电容经图2（a）中右边回路释放电能，反激变换器tr开始储能，idc由零开始上升。线圈n1p及n1n分别感应产生左负右正和左正右负的电压，d1n和d1p开始导通，d2n和d2p截止。vin经图2（a）中左边的回路给储能电容cb1及cb2充电，iin开始上升，电感lb1，lb2，ld1，ld2充电。 (a) 开关管导通时的电路图 (b) 开关管截止时的电路图 图2 开关管通断时的简化电路 因为vlb1=vlb2，vld1=vld2，为了分析方便，令 vlb=vlb1vlb2=2vlb1vld=vld1vld2=2vld1 在右边的回路中，根据基尔霍夫定律有 vlbvld=vinvb0 （1） 式中：vin为全波整流后的输出电压，即vin=vs|sint|； vb=vb1vb2； n1为绕组n1n及n1p的匝数； np为反激变换器原边主绕组的匝数。 又因为 vlb=vlb1vlb2=lb1lb2 （2） vld=vld1vld2=ld1ld2（3） 将式（2）及式（3）代入式（1），可得 (lbld)=vinvb （4） 所以 = 式中：lb=lb1lb2； ld=ld1ld2。 2）s1和s2截止期间 简化电路图如图2（b）所示。此时idc等于零，反激变换器给负载供电。线圈n1p及n1n分别感应产生左正右负和左负右正的电压，d1n及d1p反向截止，d2n及d2p续流导通。根据基尔霍夫定律有 vlb=lb=vinvb0 所以 =0 从上面的分析可知，当vinvb时，d1n，d1p，d2n，d2p全部截止，电流iin为零，电感lb1及lb2中没有电流流过，即回路电流iin存在一个死区（dead angle），是不连续的。也就是说，在半个工频周期内，只有一部分时间电感lb的电流连续工作，ilb在半个工频周期内的波形如图3所示。 由图3可以看出，当输入电压为交流正弦波时，其输入电流为一含有高频纹波的近似正弦波。两者相位基本相同，提高了输入端的功率因数。 图3 输入电压电流波形图 2 试验结果 根据4电极42英寸（107cm）彩色pdp驱动电路的要求，设计驱动电源模块的参数为： 输入电压 ac170250v； 输出电压 dc200240v； 输出电流 1a。 实验电路采用uc3845作为开关管的控制芯片，开关的工作频率为80khz。dc/dc变换部分采用双管反激电路。 实验测得，当输入电压为ac220v，50hz，输出功率为240w（240v/1a）时，系统的功率因数为0.786。转换效率为72.5。此时得到输入端的电压电流波形如图4所示。 图4 输入电压及电流波形 3 结语 通过比较可知，在输出功率相同的情况下，单级功率因数校正电路在功率因数校正能力和电源的转换效率等方面，相对于两级功率因数校正电路而言，相对要差一些。但随着研究的深入，新的单级pfc拓扑结构和控制方案将不断地被提出，单级pfc电路的性能也将逐步地得以完善。而单级功率因数校正电路体积小、电路简单的特点使其成为ac-pdp开关电源小型化改造的一个首选方案。我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能