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。
输入传感器被归类为有源或无源。无源传感器，如热电偶或光电二极管(在电压输出模式下)，是双端口设备，可以直接将物理能转换为电能，产生输出信号而不需要励源。有源传感器(如一般的有源电路)需要外部激励源。电阻式传感器(如热敏电阻、电阻温度检测器、
MOS管在电路设计中是比较常见的，按照驱动方式来分的话，有两种，即：N-MOS管和P-MOS管。MOS管跟三极管的驱动方式有点类似，但又不完全相同，那么今天笔者将会给大家简单介绍一下N-MOS管和P-MOS管的工作原理，并结合自己实际的应用来给大家分享一下如何来驱动N-MOS管和P-MOS管。 首先，我们先来看一下N-MOS管和P-MOS管分别在电路中的电气符号： 咋一看上面两个电气符号，似乎非常的相似，可能让很多人都有点傻傻分不清楚。那么，在我们看到电路中出现这些符号的时候，我们要怎么知道究竟是N-MOS管还是P-MOS管呢？ 在判断是N-MOS管还是P-MOS管之前，我们先来学会认识MOS管符号上的三个引脚，究竟哪个引脚是G（基）极、S（源）极和D（漏）极吧，请看下图： G（基）极的话，还是很容易区分的，就不用多说什么了，比较难区分的基本就是S（源）极和D（漏）极了，那么，我只需要记住：无论是N-MOS管还是P-MOS管，两根线相交的就是S（源）极了，剩下的一个单独引线的那边，就是D（漏）极了。 接下来，我们就要来区分究竟哪个是N-MOS，哪个是P-MOS了，同样 ，我们这里只需要看箭头的方向，并且记住：箭头指向G极的是N-MOS管，箭头背向G极的是P-MOS管。 通过了解MOS的相关知识，我们还得到一个知识点，那就是：MOS在制造过程中，会自动形成一个PN结，也就是我们常说的MOS管的“寄生二极管”。那么这个寄生二极管的方向如何判断呢？同样，我们记住这两句话就好了：N-MOS管，寄生二极管的方向是由S极指向D极；P-MOS管，寄生二极管的方向是由D极指向S极。如下图所示： 关于寄生二极管的方向，还有一种比较简单的记法，那就是：想象DS边的三节断续线是联通的，不论是N-MOS管还是P-MOS管，中间衬底箭头方向和寄生二极管的箭头方向总是一致的，即，要么都由S指向D，要么都由D指向S。 当然咯，前面这些”科普知识”，基本都是来源于教材，大家只要是认真学习过MOS管相关知识的话，相信对MOS管的认识一定会比笔者这里介绍的更深刻。那么，MOS管经常在电路中作为开关来使用，我们该怎么控制呢？ 对于N-MOS管来说，它导通条件就是：G极与S极中间的电压差超过阈值时，D极和S极导通。在实际应用中，一般是将控制信号接到G极，S极则直接接在GND上，从而达到控制N-MOS管的开和关的效果，在D极和S极导通后，导通电阻Rds很小，一般都是几十毫欧级别，因此，电流导通后，形成的压降也是很小的。下面这个电路，就是笔者实际应用中用来控制一个小风扇开关的电路，电路中就是使用的N-MOS管来控制风扇的负极，来实现风扇的开和关的效果。 控制端G极接的是一个3.3V单片机的IO口： 当单片机IO口输出高电平时，MOS管的G极电压高于S极将近3.3V，此时N-MOS管AO3400A的D极和S极导通。 当单片机IO口输出低电平时，MOS管的G极电压也几乎为0V（GND电压），此时N-MOS管AO3400A的D极和S极断开。 在实际应用中，对于电压比较高的电路，尤其是高于人体安全电压36V的电路中，往往会用MOS管来控制负载的正极而不是负极，似乎这样会更安全一些？或许就跟我们的日常家用电器中，大部分是控制火线的通断来实现对负载的控制道理是一样的吧。控制电源的正极通断，我们一般是用P-MOS管来实现，那么P-MOS又该怎么驱动呢？ 其实P-MOS管的驱动跟N-MOS管也是有点类似的，P-MOS管的导通条件是：G极与S极中间的电压差低于阈值时，S极和D极导通。 虽然P-MOS管的驱动原理跟N-MOS管比较类似，但是，两者之间的驱动电路还是有点差异的，同样以单片机IO口控制为例，当P-MOS管的S极与D极电压差异过大时，就不能直接用单片机IO口来控制了，比如，P-MOS管的S极接的是12V电压，那么： 当单片机IO口输出高电平时，P-MOS管的G极电压和S极之间的电压就是将近-9.7V； 当单片机IO口输出低电平时，P-MOS管的G极电压和S极之间的电压就是将近-12V； 那么，此时对于大部分P-MOS管来说，都是导通的，实现不了关断的功能。当然，对于S极接3.3V的电压的话，是不会有什么影响的。但是，为了能适应更多的应用场合，我们必须得考虑这个问题，因此笔者通过对驱动电路的改进，得到了下面这个电路： 这个电路是笔者用来控制制冷片制冷的电路，用了一个N-MOS管和一个P-MOS管来实现，当然，电路中的N-MOS管也用三极管来替代，甚至P-MOS管WSF70P03的G极也可以通过电阻分压的方式来实现驱动。 但是，笔者之前说了，为了通用性，这里还是选择N-MOS管或者三极管来作为前级驱动比较合适。这个电路的工作原理也很简单，关于N-MOS管AO3400A的通断笔者就不再多说了。当AO3400A导通后，会导致P-MOS管WSP70P03的G极电压变成接近GND的电压，从而使得它的S极和G极的电压差增大为接近12V，从而使得WSP70P03的S极和D极导通。 同理，当AO3400A关断后，会导致P-MOS管WSP70P03的G极电压在上拉电阻的作用下上拉至12V，从而使得它的S极和G极的电压差几乎为0V，从而使得WSP70P03的S极和D极关断。 好了，关于N-MOS管和P-MOS管的原理以及基本应用笔者就简单介绍到这里了，笔者相信，通过这两个实例，大家对MOS的驱动会有更加深刻的认识，在以后的应用中，就可以针对负载特性，来选择合适的MOS管驱动了。
目录 一：快速了解 1.看箭头快速辨认NMOS和PMOS 2.电流方向和寄生二极管方向相反 3.NMOS和PMOS区别 4.工作中最便宜最好用的贴片三极管-2N7002 5.用万用表快速检测mos管 二：带着第二节的问题从三四节找答案 三：电路符号 四：实物 五：答案 一：快速了解 1.看箭头快速辨认NMOS和PMOS 箭头朝里，里-你-n-NMOS 2.电流方向和寄生二极管方向相反 3.NMOS和PMOS区别 作用、常用接法、导通条件和截止条件 示例① NMOS作用：信号切换（开关） 常用接法： S极接地，US=0V 截止条件：UG=US=0V。 导通条件： UG比US大3V—5V即可，UG=3V。简单来说NMOS管G极电平高电平导通。 示例② NMOS作用：电压通断（开关） 常用接法： D极接输入，UD=5V,S极接输出。 截止条件：UG=US=0V。 导通条件： UG比US大10V以上，UG=Us+10V=15V。（导通时，Us=5V） （不太严谨的记法：NMOS管G极高电平导通，和输出端S极比较） 示例③ PMOS作用：电压通断（开关） 常用接法： S极接输入，Us=19v。 D极接输出。 截止条件：UG=US=0V。 导通条件： UG比US小10V以上，UG=Us-13v=6V。 （不太严谨的记法：PMOS管G极低电平导通,和输出端D极比较） 推荐文章《硬件-经典开机电路》 4.工作中最便宜最好用的贴片三极管-2N7002 常见的3PIN脚MOS管（SOT-23） 5.用万用表快速检测mos管 万用表二极管（蜂鸣器）档 二：带着第二节的问题从三四节找答案 三：电路符号 四：实物 mos管常用有8脚、6脚、3脚。 五：答案 以上，完，欢迎评论区补充
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