认识特性阻抗 电阻是一个实实在在的物理元器件，通过欧姆定律我们可以知道，电压、电流和电阻三者之间的关系，U=I*R。 我们通过一个具体的电路来分析这三者之间的具体关系，请看下面的一张最简单的电路图。这个电路图只有一个电源一个电阻和一些导线组成。 当然这个电阻的阻值也可以通过用万用表来直接测量。 特性阻抗就不一样了，用万用表测量一根50欧姆特性阻抗时，将会发现是短路的。这就需要我们从概念上区分电阻（哪怕是刚好是50欧姆的电阻）和特性阻抗是两码事。就像温度上面的度（摄氏度）和角度上的度一样，不是一个东西。 电阻这个物理量大家都懂，这里就不解释了。我们来分析一下这个特性阻抗到底是何方神圣，是在什么条件下才会用这个东西的。 其实特性阻抗是和射频紧密相隔的一个物理量，在认识特性阻抗之前先认识一下射频。我们知道电台，手机通讯信号，wifi等都是向外部发射信号能量的装置，也就是说能量是从天线射出去，能量不再回来到天线了，可以想像就像机枪向外面扫射一样，子弹打出去就不回来了。 好了，明白射频这个东西之后，我们再来到具体的传输射频能量的导线上面来。导线上面传输的射频信号也是一样的，希望它传过去就不要反传回来了，要是有能量反传回来就说明传输的效果差了。 为了更具体的说明特性阻抗这个东西 我这里打一个比方： 同一个电路板上面有2根导线（假设都是很长的两根线，你能想像它有多长就有多长），因为同一个板，那么2根导线的铜皮厚度都是一样的。两根导线，长（无限长）和厚度是一样的，只能唯一不同的是宽度了，假设1号导线宽度是1（单位），2号导线是2（单位）。也就是说2号线宽度是1号线的两倍。 下面的图可以具体看到两根导线的示意图。 如上图所示，假如同时都接的是一样的射频发射源，同样的一小段时间T，那么我们看看这两根导线会有什么区别。同一个发射源，那么两根线的输出射频电压是一样的，射频传输的距离是一样的（假设都是光速，实际比光速少）。 唯一不同的是线宽，而2号线的线比1号线宽一倍，那么2号线需要1号线2倍的电量来填满多出的线宽面积(其实是导线铜皮与底面产生的电容效应)。也就是说：Q2=两倍的Q1。 因为 i = Q/T （射频电流=电量/时间），那么可以知道2号线的射频电流是1号线的两倍（因为时间是一样的，2号线电量是1号线的两倍）。 好了，我们知道了 i2=两倍的i1。 到了这里，我们找出个神秘的特性阻抗就不远了，为什么呢，因为我们知道电阻=电压/电流。其实特性阻抗也有这种关系：特性阻抗=射频电压/射频电流。 从上面我们知道，射频电压一样的，电流关系为 i2=两倍的i1 。 则2号线的特性阻抗只有1号线的一半！ 这就是我们所说的线越是宽，特性阻抗越小。 上面是我举个例子说明特性阻抗与电阻的区别，以及为什么同样一个板子，特性阻抗与线宽有关系，与长度没有关系。 实际上影响特性阻抗的因素很多，包括材料，导线与底板地间距等等很多因素相关。 导线的特性阻抗用通俗的话来描述（只是比喻），就是导线对其上面传输的射频能量阻碍力的大小。 认识传输线的反射 上面我们是假设导线是无限长的，而实际上的导线长度是有限。当射频信号到达导线末端，能量没有办法释放，就会沿着导线反传回来。就跟我们对着墙喊，声音碰到墙反传回来产生回音。 也就是说我们想像中的射频信号发射出去就没有反射回来的情况在现实是不存在的。 如上图所示，假如我们在线的末端接上一个电阻来消耗（或者接收）线上传输过来的射频能量。 有人会问，为什么导线的特性阻抗的电阻不消耗能量，非要接个电阻才能消耗呢？其实啊，导线只是传输能量的，导线本身并不消耗能量或者近似于不损耗能量（有点想电容或者电感的属性）。电阻则是一个损耗能量的元件。 我们发现有三种特殊情况： 当R=RO 时，传输过来的能量刚刚好被末端的电阻R吸收完，没有能量反射回去。可看成这导线是无线长。 当R=∞时（开路），能量全部反射回去，而且在线的末端点会产生2倍于发射源的电压。 当R=0时，末端点会产生一个-1倍于源电压反射回去。 认识阻抗匹配 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。 阻抗匹配是针对射频等而言的，对于功率电路则不适用的，否则会烧掉东西。 我们常常听说特性阻抗50欧姆，75欧姆等等，这个50欧姆是怎么来的，为什么是50欧姆 而不是51欧姆呢，或者45欧姆呢？ 这个是约定来的，50欧姆应该说对于一般射频电路传输效果更好。 也就是说，我们的导线，电缆要做50欧姆，是因为电路负载已经相当于50欧姆的电阻。你做别的阻抗值导线，就和负载不匹配。偏离越远，传输的效果就会越差！
怎么提高buck电路的工作效率？我们知道在buck电路设计中一个十分需要关注的点就是效率，效率的高低决定了你的PCBA是否可以当“暖手宝”，一摸就烫手。
一、电感特性：电感的电流是连续的 电感电流是连续的，这是由电感的基本特性决定的。下面从原理和数学两个角度为你详细解释并证明： 原理角度 电感是一种能够储存和释放磁场能量的元件，其储存的磁场能量表达式为，其中是磁场能量，是电感系数，是通过电感的电流。 根据能量守恒定律，能量不能突变。因为电感储存的磁场能量与电流的平方成正比，如果电流发生突变，意味着在极短的时间内电感储存的能量也会发生突变。但在现实中，能量的变化需要一定的时间来完成，不可能瞬间改变。能量不能瞬移，能量瞬移则需要无穷大的功率。所以，电感中的电流不能突变，即电流是连续变化的。 数学角度 根据法拉第电磁感应定律和电感的定义，电感两端的电压与通过电感的电流之间的关系为，其中为电感值，表示电流随时间的变化率。 对上述公式进行变形，得到电流变化量与电压和时间的关系： 在实际电路中，电感两端的电压是有限值。当时间间隔趋近于零时（也就是在一个瞬间），积分的值也趋近于零。所以有： 这表明在一个瞬间内电流的变化量为零，即电流不能发生突变，是连续的。 综上所述，无论是从物理原理的能量守恒角度，还是从数学推导的角度，都能证明电感电流是连续的。 实际电路分析 开关闭合时电流从直流电压源正端流出，在此导通期间，图中电感上端电压高于其下端电压。此后，开关断开，输入直流电压源与电感断开，电流要保持连续，且与原方向保持一致，因此在开关关断期间，可将电感视为一个电压源，维持电流连续。因此，图中用灰线在电感两端标示了一假想电压源（电池模型），其极性符合电流从电压源正极流出的规则。这使电感下端高于其上端电压。可见，为维持电流连续，电感电压需发生反向。 二、开关断开，可能产生的现象 当用机械开关把电感的电流突然切断时，会出现以下现象： 产生高电压：根据电磁感应定律（法拉第电磁感应定律），（其中是感应电动势，是电感，是电流的变化率）。当机械开关突然切断电感电流时，电流在极短时间内从一定值变为零，电流变化率很大，且为负值。由于电感为定值，所以会在电感两端产生一个很高的反向感应电动势。这个电动势的方向是试图维持原来的电流方向，以阻碍电流的突然变化。 开关触点间产生电弧：由于电感两端产生了高电压，而机械开关断开瞬间，触点之间的空气在高电压作用下会被击穿，形成导电通道，产生电弧。电弧是一种气体放电现象，它能够持续导通电流，使得电感中的能量得以继续释放。这是因为电弧中的高温等离子体具有良好的导电性，可以在一定程度上维持电流的流动，直到电感中的磁场能量消耗殆尽。 在机械开关断开瞬间，由于电感两端产生的高电压击穿触点间空气形成电弧，此时电弧会释放出大量的热量，使得触点附近的温度急剧升高。 起初，能够看到开关触点之间出现明亮刺眼的弧光，伴随着强烈的光线和 “噼啪” 作响的放电声音。随着电弧持续存在，电弧产生的高温不断作用于触点。如果电弧能量足够大、持续时间较长，触点的金属材料会先开始软化，原本平整光滑的触点表面逐渐失去光泽，变得凹凸不平。 接着，随着温度进一步升高，达到触点金属材料的熔点后，金属开始熔化，呈现出液态的金属滴。这些液态金属滴可能会在电弧力和重力的作用下，从触点上滴落下来。同时，由于金属的熔化和蒸发，触点的质量会逐渐减小，形状也会发生明显改变，比如触点的厚度变薄、边缘变得不规则。 在电弧熄灭后，原本金属质地的触点可能会残留一些黑色或其他颜色的氧化物（取决于触点材料和周围环境），表面变得粗糙且可能有孔洞或裂缝，这是因为在高温下金属与空气中的氧气发生了化学反应，并且部分金属被蒸发或溅射出去了。如果触点融化较为严重，可能会导致开关无法正常闭合或导通电流，使整个电路出现故障。 可能损坏电路元件：高电压不仅会在开关触点间产生电弧，还可能对电路中的其他元件造成损害。例如，可能会击穿与电感相连的电子元件的绝缘层，导致元件损坏；或者超过其他元件的额定电压，使其性能下降甚至失效。 辐射电磁干扰：快速变化的电流和高电压会产生较强的电磁辐射，形成电磁干扰（EMI）。这种电磁干扰可能会影响周围其他电子设备的正常工作，例如导致附近的通信设备出现信号干扰、数据传输错误等问题。 三、机械开关VS电子开关，切断电感电流的区别 机械开关切断电感电流 现象： 电弧放电：当机械开关触点分离时，电感试图维持电流，导致触点间电压急剧升高，击穿空气形成电弧。电弧会持续到电感能量释放完毕或触点间距足够大。 触点损坏：电弧的高温会烧蚀开关触点，缩短机械开关寿命。 电磁干扰（EMI）：电弧产生高频噪声，干扰周围电子设备。 典型应用场景：机械开关（如继电器、断路器）直接切断感性负载（如电机、电磁阀）时，必须设计灭弧装置（如磁吹灭弧、灭弧栅）或并联保护元件（如RC缓冲电路、压敏电阻）。 电子开关（MOSFET）切断电感电流 现象： 电压尖峰：MOSFET关断速度极快（纳秒级），导致电流变化率（didt）极大，从而在漏源极（D-S）间产生高压尖峰。 器件击穿：若电压尖峰超过MOSFET的耐压值（VDSS），会导致器件击穿损坏。 无电弧：半导体开关无物理触点，避免了电弧问题。 关键保护措施： 续流二极管：在电感两端反向并联二极管（续流二极管），为电感电流提供释放路径，限制电压尖峰（钳位在二极管正向压降）。 RC缓冲电路：吸收高频能量，减缓电压上升速率。 TVS/稳压管：瞬态电压抑制器或齐纳二极管可钳位过压。 机械开关 vs. 电子开关对比 特性 机械开关 电子开关（MOSFET） 关断速度 慢（毫秒级） 快（纳秒级） 电弧风险 高（需灭弧设计） 无 电压尖峰 较低（因关断速度慢） 极高（需外部保护电路） 寿命 有限（触点磨损） 长（无机械磨损） 典型保护措施 灭弧装置、RC电路、压敏电阻 续流二极管、RC缓冲、TVS/稳压管 四、解决方案 1）泄放二极管 开关闭合时，由于二极管单向导通特性，不会对主通路产生影响； 开关断开后，电感产生的感应电动势上负下正，通过并联的二极管泄放电压，来减少对开关的损伤。 二极管必须能够承受关断时的初始电流，该初始电流等于开关闭合时流经电感的稳态电流。此外，二极管的额定电压需要能够承受正电压电平和负电压电平之间的变化幅度。一条经验法则是，选择额定电流至少达到电感线圈所汲取电流大小、且额定电压至少为负载工作电压两倍的二极管。 此种方案的缺点是泄放感应电动势时间过长，所以可以采用Zener Diode并联在电感负载两侧，电感电流迅速消失。 2）RC消火花电路 如下图所示，采用RC串联电路，与开关进行并联，这样感应电动势可以消耗在电容和电阻上面，减少对开关的损坏。 3）续流二极管 想想，非同步Buck电路是不是就是因为这个原因，所以需要一个续流二极管？ 当开关突然断开时，在芯片输出管脚到负载端，由于存在实际走线长度，存在寄生电感，产生感应电压，如下图所示，VL=-20V，芯片Output端口为负压，为了保护芯片输出端口内部的Diode，可以加入一个Schottky Diode，具体如下图所示： 选择Schottky Diode时，需要选择尽量小的VF，让其先于芯片内部保护二极管导通，才能起到保护作用。
1、电感本质 我们通常所说的电感指的是电感器件，它是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件。 在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场，电磁场的大小除以电流的大小就是电感。 电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大，磁场就越强，通过线圈的磁通量就越大。实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值叫做自感系数，也叫做电感。 1.2 电感分类 按电感形式 分类：固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按工作性质 分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按绕线结构 分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 按工作频率 分类：高频线圈、低频线圈。 按结构特点 分类：磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。 空心电感,磁芯电感和铜芯电感一般为中频或高频电感而铁心电感多数为低频电感 1.3电感的材质及工艺 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心等组成。 1）骨架：泛指绕制线圈的支架。通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再 脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离。 2）绕组：指具有规定功能的一组线圈，有单层和多层之分。单层有密绕和间绕两种形式；多层有分层平绕、乱绕、蜂 房式绕法等多种。 3）磁心：一般采用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。 铁心：主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。 4）屏蔽罩：用于为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。 5）封装材料：有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。 1.4 电感主要参数 1）电感量：也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。 电感量的大小，主要取决于线圈的圈数、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。通常，线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；磁心导磁率越大的线圈，电感量也越大。 应用的工作频率越高电感的尺寸可以越小 同样的阻抗值，频率越高，感值越小 感值小，圈数可减小，电感的尺寸就可以做小 感值小，材质的导磁率亦不用太高 （材质的导磁率越高，越不适合在高频工作） 2）允许偏差：指电感上标称的电感量与实际电感的允许误差值。一般用于振荡或滤波等电路中的电感要求精度较高， 允许偏差为±0.2%~±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高；允许偏差为±10%~15%。 3）固有频率：电感的等效电路实际上是电感与电容的并联谐振电路，其震荡频率 f0= 即是固有频率。 也定义为感抗和容抗相等时对应的自谐振频率。使用电感线圈时，为保障线圈的电感量稳定，应使线 圈的工作频率远低于固有频率。 4）分布电容：指线圈的匝与匝之间、线圈与磁心之间存在的电容。电感的分布电容越小，其稳定性越好。 减小分布电容的方法： 1)如果磁性是导体，用介电常数低的材料 2)起始端与终止端远离（夹角>40°） 3)尽量单层绕制，并增加匝间距离 4)多层绕制时，采用渐进方式绕，避免来回绕制 5）直流电阻Rdc：指直流状态下测量器件的电阻值为直流电阻，表征器件内部线圈的质量状况。 6）阻抗Z：表征的是给定频率下元件对流经其本身的交流电流的总抵抗能力。 7）品质因数：也称Q值，是衡量电感质量的主要参数。它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。 电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。在实际当中，Q不仅只与线圈的 直流电阻有关，还包括线圈骨架的介质损耗，铁芯和屏蔽的损耗以及在高频条件下工作时的趋肤效应等因素有关，提高线圈的Q值，并不是一件很容易的事情。 实际电感的应用选择必须同时兼顾较小的电感量波动与较高的Q值。 8）额定电流Ir：指电感正常工作时反允许通过的最大电流。若工作电流超过额定电流，则电感器就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。 电感失效分析 电感器失效模式：电感量和其他性能的超差、开路、短路 模压绕线片式电感失效机理： 1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大，未得到释放 2.磁芯内有杂质或空洞磁芯材料本身不均匀，影响磁芯的磁场状况，使磁芯的磁导率发生了偏差； 3.由于烧结后产生的烧结裂纹； 4.铜线与铜带浸焊连接时，线圈部分溅到锡液，融化了漆包线的绝缘层，造成短路； 5.铜线纤细，在与铜带连接时，造成假焊，开路失效 1、耐焊性 低频片感经回流焊后感量上升 < 20％ 由于回流焊的温度超过了低频片感材料的居里温度，出现退磁现象。片感退磁后，片感材料的磁导率恢复到最大值，感量上升。一般要求的控制范围是片感耐焊接热后，感量上升幅度小于20%。 耐焊性可能造成的问题是有时小批量手工焊时，电路性能全部合格（此时片感未整体加热，感量上升小）。但大批量贴片时，发现有部分电路性能下降。这可能是由于过回流焊后，片感感量会上升，影响了线路的性能。在对片感感量精度要求较严格的地方（如信号接收发射电路），应加大对片感耐焊性的关注。 检测方法：先测量片感在常温时的感量值，再将片感浸入熔化的焊锡罐里10秒钟左右，取出。待片感彻底冷却后，测量片感新的感量值。感量增大的百分比既为该片感的耐焊性大小 2、可焊性 电镀简介 当达到回流焊的温度时，金属银（Ag）会跟金属锡（Sn）反应形成共熔物，因此不能在片感的银端头上直接镀锡。而是在银端头上先镀镍（2ｕm 左右） ，形成隔绝层，然后再镀锡（4－8ｕm ）。 可焊性检测 将待检测的片感的端头用酒精清洗干净，将片感在熔化的焊锡罐中浸入4秒钟左右，取出。如果片感端头的焊锡覆盖率达到90％以上，则可焊性合格。 可焊性不良 1）端头氧化：当片感受高温、潮湿、化学品、氧化性气体（SO2、NO2等）的影响， 或保存时间过长，造成片感端头上的金属Sn氧化成SnO2，片感端头变暗。由于SnO2不和Sn、 Ag、Cu等生成共熔物，导致片感可焊性下降。片感产品保质期：半年。如果片感端头被污染，比如油性物质，溶剂等，也会造成可焊性下降 2）镀镍层太薄，吃银：如果镀镍时，镍层太薄不能起隔离作用。回流焊时，片感端头上的Sn和自身的Ag首先反应，而影响了片感端头上的Sn和焊盘上的焊膏共熔，造成吃银现象，片感的可焊性下降。 判断方法：将片感浸入熔化的焊锡罐中几秒钟，取出。如发现端头出现坑洼情况，甚至出现瓷体外露，则可判断是出现吃银现象的。 3、焊接不良 内应力 如果片感在制作过程中产生了较大的内部应力，且未采取措施消除应力，在回流焊过程中，贴好的片感会因为内应力的影响产生立片，俗称立碑效应。 判断片感是否存在较大的内应力，可采取一个较简便的方法： 取几百只的片感，放入一般的烤箱或低温炉中，升温至230℃左右，保温，观察炉内情况。如听见噼噼叭叭的响声，甚至有片子跳起来的声音，说明产品有较大的内应力。 元件变形 如果片感产品有弯曲变形，焊接时会有放大效应。 焊接不良、虚焊 焊接正常 焊盘设计不当 a.焊盘两端应对称设计，避免大小不一，否则两端的熔融时间和润湿力会不同 b.焊合的长度在0.3mm以上（即片感的金属端头和焊盘的重合长度） c.焊盘余地的长度尽量小，一般不超过0.5mm。 d.焊盘的本身宽度不宜太宽，其合理宽度和MLCI宽度相比，不宜超过0.25mm 贴片不良 当贴片时，由于焊垫的不平或焊膏的滑动，造成片感偏移了θ角。由于焊垫熔融时产生的润湿力，可能形成以上三种情况，其中自行归正为主，但有时会出现拉的更斜，或者单点拉正的情况，片感被拉到一个焊盘上，甚至被拉起来，斜立或直立（立碑现象）。目前带θ角偏移视觉检测的贴片机可减少此类失效的发生 焊接温度 回流焊机的焊接温度曲线须根据焊料的要求设定，应该尽量保证片感两端的焊料同时熔融，以避免两端产生润湿力的时间不同，导致片感在焊接过程中出现移位。如出现焊接不良，可先确认一下，回流焊机温度是否出现异常，或者焊料有所变更。 电感在急冷、急热或局部加热的情况下易破损，因此焊接时应特别注意焊接温度的控制，同时尽可能缩短焊接接触时间 回流焊推荐温度曲线 手工焊推荐温度曲线 4、上机开路 虚焊、焊接接触不良 从线路板上取下片感测试，片感性能是否正常 电流烧穿 如选取的片感，磁珠的额定电流较小，或电路中存在大的冲击电流会造成电流烧穿，片感或磁珠 失效，导致电路开路。从线路板上取下片感测试，片感失效，有时有烧坏的痕迹。如果出现电流烧穿，失效的产品数量会较多，同批次中失效产品一般达到百分级以上。 焊接开路 回流焊时急冷急热，使片感内部产生应力，导致有极少部分的内部存在开路隐患的片感的缺陷变大，造成片感开路。从线路板上取下片感测试，片感失效。如果出现焊接开路，失效的产品数量一般较少，同批次中失效产品一般小于千分级。 5、磁体破损 磁体强度 片感烧结不好或其它原因，造成瓷体强度不够，脆性大，在贴片时，或产品受外力冲击造成瓷体破损 附着力 如果片感端头银层的附着力差，回流焊时，片感急冷急热，热胀冷缩产生应力，以及瓷体受外力冲击，均有可能会造成片感端头和瓷体分离、脱落；或者焊盘太大，回流焊时，焊膏熔融和端头反应时产生的润湿力大于端头附着力，造成端头破坏。 片感过烧或生烧，或者制造过程中，内部产生微裂纹。回流焊时急冷急热，使片感内部产生应力，出现晶裂，或微裂纹扩大，造成瓷体破损。
目录 PFC功率因数校正电路 传统整流桥式BOOST型PFC电路 基本无桥PFC电路 改进型双Boost 型PFC 整流电路 图腾柱PFC 电路 单相图腾柱PFC工作模态 电感电流的工作模式 PFC功率因数校正电路 PFC的主要功能是实现电网侧输入电流和输入电压同频同相，即通过控制逻辑使电路整体呈现阻性状态。 一般采用BOOST电路拓扑实现PFC功能，因为BOOST电路的功率电感与输入源直接相连，输入电流脉动小，具有优势，而且电路本身具有升压功能。在一些光伏并网逆变器中多采用BOOST电路实现对PV的MPPT功能。 传统整流桥式BOOST型PFC电路 电路结构简单，EMI特性比较好，驱动电路也较为简单。前级整流电路和S1开关管，工作时有3个管子工作，电路的导通损耗大，电路体积大，不利于高效率高功率密度实现。 基本无桥PFC电路 无桥PFC电路，由两个开关管和两个二极管构成，极大减少开关管数量，减少电路损耗。驱动电路也不复杂。 在交流输入负半周时候，开关管S2用作高频开关管需要频繁开通关断使得交流输入和输出直流地之间存在高频跳点，电路共模噪声比较大。 改进型双Boost 型PFC 整流电路 对于无桥PFC的电磁问题，在其基础上增加电感元件，同时增加一组慢速二极管充当工频开关管，确保在整个工频周期交流电源和输出直流地之间不存在高频跳点。但是器件增多，成本加大，电路可靠性降低。 图腾柱PFC 电路 图腾柱PFC在无桥PFC电路基础上更换开关管位置，S1,S2,用作高频桥臂，D1,D2用作低频管。该种拓扑不论正负半周，输入交流源和输出直流地之间不存在高频跳点，极大减小共模干扰。 而且通态损耗相对较小，效率较高。在混网逆变器中AC-DC是双向运行的，图腾柱PFC电路四个管子都采用全控型器件不使用二极管，正向实现PFC功能，反向实现逆变功能。 单相图腾柱PFC工作模态 前桥臂Q1,Q2高频开关管可选用SiC MOSFET,后桥臂Q3,Q4可用普通Si MOSFET。 SiC MOSFET开关管具有更低的开关损耗和更高的耐压能力。而且导通电阻低，泄露电流也小，关断时侯不存在电流拖尾，相较于Si MOSFET可以适应更高的工作频率。 前桥臂高频通断，后桥臂依据网侧电压的正负进行工频互补通断。一个工频周期内，可以分为四个模态 模式一：电网电压正半周，Q4,Q2导通，Q1,Q3关断交流输入流经Q4 和Q2 构成给网侧电感L 充电的蓄能回路，电感电流正向升高，同时母线电容和负载构成回路，电容向负载输出，母线电压处于下降阶段。 模式二：电网电压正半周，Q4,Q1 导通，Q2,Q3 关断。交流输入流经开关管Q4,Q1 和网侧电感L 构成给母线电容C、负载的供电回路，电感电流正向下降，母线电压处于上升阶段。 模式三：电网电压负半周，Q3、Q1 导通，Q2、Q4 关断。交流输入流经Q1、Q3 构成给网侧电感L 充电的蓄能回路，电感电流反向上升，母线电容和负载构成回路，电容向负载输出，母线电压处于下降阶段。 模式四：电网电压负半周，Q2,Q3 导通，Q1,Q4 关断。交流输入流经开关管Q2,Q3 和网侧电感L 构成给母线电容C、负载的供电回路，电感电流反向下降，母线电压处于上升阶段 电感电流的工作模式 依据电感电流是否连续可划分为连续导通模式CCM，临界连续导通模式CRM,断续导通DCM三种模式。不同模式对应的电感电流波形如图所示 CCM模式：该模式下电感电流纹波较小，同功率等级下，需要功率电感的感量和体积也会相应较大。在单开关周期内电感电流不过零，开关管处于硬开关状态，若使用Si器件作为高频开关管，会存在严重反向恢复问题。对于CCM模式的图腾柱PFC常采用平均电流模式进行控制，开关管工作在定频状态。考虑开关管电流应力，前级滤波参数等因素，该模式通常应用在大功率场合。 CRM模式：电感电流单开管周期内存在过零点，可实现零电流关断，避免使用Si器件带来的反向恢复问题。工作于CRM下的PFC电路功率因数也相对较高，为了保持功率恒定，对应的电感电流峰值增大，对开关管的耐流能力要求较高。开关管处于变频工作状态，引入大量谐波，通常应用于中小功率场合。 DCM模式：该模式下单开关周期内电感电流也存在过零，开关管可以工作在软开关状态，在保证功率传输的情况下，电感电流峰值更大，对开关管的电流应力要求更高，而且还有较大EMI干扰，通常用于小功率场合。
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