探讨一种降低AC/DC应用中母线电容的方法

在开关电源中可以通过提高开关频率来降低电感、电容等储能元件的体积从而得到小体积高功率密度电源，但在AC/DC应用中母线电容的频率是固定的2倍工频因而无法通过提高开关频率来降低其体积，那么有什么办法能降母线电容的？ 图1 整流桥滤波电路
该电容的容量应该和AC/DC的输出电流有关吧？输出电流越大，电容容量越大，减小输出电流，就能选择小一点容量的电容
需要假定输出电流恒定（或输出功率恒定），比如一电路按常规设计需要母线电容100uF，采用新方法后只需要10uF电容甚至1uF电容就能正常工作。

对图1电路（恒阻近似）进行分析，母线电容的波形及三个公式如下： 图2 整流滤波电路（包络检波电路）波形及公式根据公式恒功率输出时平均电压不能变、工频频率不能变，母线电容跟电压纹波△V成反比（Doff正比），减小母线电容必然引起△V的增大。

当母线电压的△V太大时电源不能很好的工作（加前馈可否解决？），已知目前有三种方法解决方案：1、Boot+Buck级联，Buck作为后级只能降压如果后级采用Buck-Boost会如何？2、双向变换器1（Active Capacitor Converter ），既能吸收又能释放能量，可以将母线纹波转移到变换器内部，比如消除PFC工频纹波的应用。

3、双向变换器2（Active Inductor Converter），用电感替代电容储能。

因为母线电容小了纹波大了电解电容不再是最佳选择所以产生了无电解方案，在降母线电容的同时是否会造成其它元件比如电感的增大？哪一种方案才能达到极致？
对上述解决方案2、双向变换器1（Active Capacitor Converter ）做了仿真对比，电路框图如下： 图2-1 PFC+主动式电容器电路框图 上图相当于两个独立电路——PFC和双向变换器，其中双向变换器采用倍压、半压控制方法既Vbus=2*Vcap。

首先设定输入为50Hz、220VAC工频电，PFC的输出为400V，负载400欧（约400W），输出纹波小于40V。

通常的PFC电路需要输出母线电容90uF左右，见下图仿真结果： 图2-2 单级PFC电流、电压波形图2-2最上面的图是将母线电压局部放大后的结果。