單級功率因數校正在AC-PDP開關電源小型化設計中的應用

摘要：傳統的交流等離子顯示器（AC-PDP）開關電源采用的是功率因數校正加DC/DC變換的兩級電路。針對其結構復雜，體積較大的缺點，設計了一種單級功率因數變換器，實現了小型化的目的。

    關鍵詞：單級功率因數校正；反激變換；彩色交流等離子顯示器

引言

隨著社會信息化的不斷發展以及先進制作工藝的不斷提高，作為大屏幕壁掛式電視和高質量多媒體信息顯示的終端——彩色交流等離子體顯示器（AC-PDP）,其屏幕做得越來越大，功耗越來越小，電路結構越來越簡單，成本也越來越低。而電源作為AC?PDP的一個重要組成部分，也向著小型化和簡單化的方向發展。

傳統的AC?PDP電源一般采用兩級方案，即PFC級＋DC/DC變換的電路拓撲結構。它們分別有各自的開關器件和控制電路。盡管其能夠獲得很好的性能，但其體積過大，成本太高，電路比較復雜。因此，對其進行小型化改造也成了AC-PDP技術研究的一個方向。

    由于AC?PDP驅動控制電路的復雜性，導致了其開關電源的復雜性。分析可知，不管從傳輸能量角度還是從所占體積的角度，PFC模塊和掃描驅動電極DC/DC變換模塊都占有相當大的比例。因此，對這兩部分的改造就成為AC-PDP開關電源小型化改造的一個切入點。本文根據單級功率因數校正的工作原理，提出了一種AC-PDP電極驅動電源模塊改進方案。

1 單級PFC維持電極電源模塊的拓撲結構及工作原理

本文采用的單級功率因數校正變換器電路拓撲結構如圖1所示。單相交流電經全波整流后，通過串聯兩個感性ICS（Input?currentshaping）接到雙管反激的DC/DC變換單元。

圖中的兩個ICS單元完全相同，即LB1=LB2，LD1=LD2，N1p=N1n。采用這種雙ICS的單元結構是為了減小儲能電容器上的電壓以及流過開關管的電流。

下面通過開關管的動作過程分析整個電路的工作原理以及工作過程。

1）S1和S2導通期間其簡化電路如圖2（a）所示。開關管導通，儲能電容經圖2（a）中右邊回路釋放電能，反激變換器TR開始儲能，iDC由零開始上升。線圈N1p及N1n分別感應產生左負右正和左正右負的電壓，D1n和D1p開始導通，D2n和D2p截止。Vin經圖2（a）中左邊的回路給儲能電容CB1及CB2充電，iin開始上升，電感LB1，LB2，LD1，LD2充電。

    因為VLB1=VLB2，VLD1=VLD2，為了分析方便，令

VLB=VLB1＋VLB2=2VLB1VLD=VLD1＋VLD2=2VLD1在右邊的回路中，根據基爾霍夫定律有

VLB＋VLD=Vin－VB(1-2N1/Np)>0   （1）

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