有源功率因数校正PFC电路，它直接影响着车载充电机OBC的充电效率

在前几期的文章中，我们向大家介绍了迪龙新能源研发生产的车载充电机产品，我们都知道迪龙新能源是全球知名的车载电源制造商，主要产品有车载充电机、DC/DC转换器和车载集成一体机等，其中，车载充电机采用了先进的功率因数PFC和LLC谐振电路技术，拥有较高的转换效率和功率密度。

迪龙：车载充电机

车载充电机（on board charger；OBC）是电动汽车充电的核心，PFC电路直接影响着其充电效率。下面我们就通过本篇文章，一起来了解一下PFC电路和LLC谐振电路。

常见的OBC硬件电路可分为主回路和控制电路，控制电路通过传感器、ECU和IGBT驱动等完成信号接收与充电控制，主回路电路通常可分为两级，前级为功率因数校正PFC模块，提高输入的功率因数并抑制高次谐波，后级为DCDC转换器，即LLC模块，满足电池充电对电流电压的要求，并实现电气隔离。

控制电路采集输出电流、电压信号，实现PFC电路和逆变电路的控制，功率因数校正模块（PFC，Power Factor Correction）实现输入交流电转变为直流电，且保证输入电流与电压同相位，它直接决定了OBC的能量利用效率，降低充电系统对电网造成的谐波污染。

功率因数是指交流电路有功功率与视在功率的比值。在交流系统中，供电电源提供正弦电压波形，用电负载影响电流波形，在一般的阻性负载中，电流波形与电压波形形状一致，相位一致，则功率因数为1，电压与电流的乘积始终为正，负载电流消耗100%转换为负载功率，能量利用效率高。

如果用电负载产生了电流相位偏移（电流与电压在特定时间点在循环中的位置不一致）或者谐波电流（电流频率与电压频率不同），则电流与电压的乘积会产生负数，即无功功率，导致功率因数降低。

常见的PFC电路结构主要有BOOST型升压电路、交错并联型PFC、全桥PFC、Buck、反激式、Cuk式、Zeta式等等。

其中，当前最主流的电路结构是BOOST型升压电路，BOOST型升压电路用于前级功率因数校正模块，具有控制结构简单和工作性能稳定的特点。

该电路的优点是输入电流连续，EMI和RFI较低，输入电感可以降低对输入滤波的要求，功率因数较高，缺点是随着输出功率的增加，导通损耗增大，效率降低同时对散热也有较高要求，电感体积较大，输出纹波电流也较大。

随着OBC功率等级的不断提高，BOOST型PFC的使用受到限制，而交错并联技术能够有效降低功率器件的电流应力，减小电流纹波和磁性元件的体积并提升设备的功率等级，典型的交错并联BOOST PFC电路采用两路BOOST电路并联，相互互补工作。

该电路的优点是工作时由于电路纹波电流的抵消使得输入和输出的纹波电流较低，相应的滤波电路尺寸可以减小，相比BOOST型升压电路，损耗降低，但是器件数目增加使成本升高，对散热也有较高要求。

后级DCDC转换器受控于电池管理系统，根据电池组反馈的电量信息和所需的充电模式及时调整输出，实现智能充电，DCDC接收前级PFC提供的稳定母线电压，输出宽范围、低纹波的直流电压。常见的DCDC电路主要有移相全桥型、LLC谐振电路、推挽式电路等。

移相全桥型，可以达到最大的输出功率，适用于大功率的场合，但是由于结构与控制电路的复杂导致成本较高，可靠性相对较低。

LLC谐振电路，具有开关损耗低，输入电压与输出电压调节范围宽的优点。由于谐振元件都集中到一个磁性元件上，因而减小了变换器的体积。

迪龙新能源OBC产品输出功率涵盖了2KW-40KW，可满足乘用车、商用车、客车、专用车等各类新能源汽车的应用需求，以及满足船载、舰载的应用需求。交流输入采用有源功率因数校正PFC，功率因数≥0.99，有效实现了绿色电网，具有AC220V（85V-265V）&AC380V（147V-457V）宽电压输入范围，满足国内外充电标准需求，并且具备过热保护、电池反接保护、空载保护、短路保护、过压欠压保护、过流保护、充满电自动关机…等完备的安全防护功能。

散热方式有自冷、风冷和液冷设计，采用密封式防水防尘结构，等级高达IP67，温升比自然冷却低，整机工作稳定可靠，满足各种恶劣环境需求，无故障运行时间更长。

更重要的是，迪龙新能源OBC对动力电池采用智能充电，充电过程中判断电池的相对容量和识别环境温度。根据电池状态采用恒压、恒流、恒功率自动转换法充电，有效节省了充电时间，延长电池使用寿命。

审核编辑黄宇