本文從最常用的PFC拓撲的角度來探討電源設計的方法，希望電源設計盡可能變得透明，科學和合理，最大限度的提高產品開發效率，降低系統設計風險。

相信很多工程師在設計時都有這樣的困惑：電路拓撲的原理我都有所了解，但是如何能夠根據客戶的需求設計出好的產品呢?大多數時候我們都是在抄襲和模仿，或者根據IC廠家的典型設計進行簡單的更改，我們會設計簡單的變壓器，電感，會根據經驗選擇電阻，電容，二極管，MOSFET等器件，我們往往是知其然不知其所以然。

首先，我們要考慮的是，客戶的需求是什么？產品的功率等級是多少？輸入范圍和輸出范圍是什么？還要滿足哪些標準？體積，成本（價格），效率，開發周期等也都要考慮進來。因此在進行設計時，要根據實際需要進行選擇。

對于中小功率（200W以下）如果想要同時考慮到多個方面（如成本，體積等），可以選擇DCM BOOST PFC電路。它可以實現MOSFET零電流開通，無需任何輔助電路即可實現軟開通，二極管零電流關斷，用普通的Ultra-fastrecovery二極管即可基本消除反向恢復問題，由于每一個開關周期中，電感電流都會從零開始，再歸于零，沒有直流偏置問題，可以用鐵氧體磁芯代替昂貴的鐵硅鋁等粉芯類磁環，降低成本，縮小體積，提高效率，同時IC廠家的解決方案豐富，開發周期短。

當考慮到200W-400W中小功率等級電路設計時，BCM BOOST PFC電路則更為合適。它的臨界導通模式，既有DCM的優點，又可以克服其某些缺點，同時由于是變頻控制，EMI的頻譜很寬，單個頻率點的能量幅值就小得多（在定頻控制中，所有的能量都集中在開關頻率的基波，二次諧波，三次諧波等諧波頻率點上，所以幅值很大），電磁兼容性設計會更容易解決。

當要設計400W-1000W中大功率電路時，我們認為interleaved BCM BOOST PFC電路更為受用。對于400W以上的應用而言，單路BCM/DCM BOOST PFC電路的峰值電流太大，MOSFET的關斷損耗會隨之增加，電感的最大磁通密度也會增加，在飽和磁通密度和電感損耗之間很難找到折中的平衡，同時由于峰值電流的增大，濾波器的優化設計漸漸變得困難。所以采用兩路BCM BOOST PFC交錯并聯更合適一些，兩路紋波對消，輸入的總紋波電流大大減小，從而又起到了簡化濾波器設計的效果。同時由于每一路電路的功率只有總功率的一半，器件選型和優化設計都較容易實現。實際上，雖然IC廠家和一些專家宣稱interleaved BCM BOOST PFC電路最大只能應該用到1000W的功率等級，但是經過精心的設計，最大可拓展到2000W的功率等級，單級效率可以達到98.4%，而成本卻低于CCM BOOST PFC電路。

CCM BOOST PFC廣泛應用于1kW功率等級以上的應用。這種電路結構簡單，相關論文眾多，控制策略成熟，解決方案也很多。在CCM BOOST PFC電路的基礎上衍生出很多的軟開關電路，用以提升效率，但需要指出的是，這些軟開關電路都增加了電路的復雜性，使得控制策略變得復雜，降低了產品的可靠性，而實際的效率提升并不明顯，所以并不是合適的選擇。通過對CCM BOOST PFC電路的優化設計，效率可以提升97%以上，并不需要畫蛇添足的增加軟開關電路。

三相PFC電路和interleaved CCM BOOST PFC電路兩種方案都可以用于3kW功率等級以上的應用。其中三相相位差120°，對于6kW以上功率等級尤為適合，每一相的功率只有總功率的三分之一，優化設計并不難，但缺點是三相的控制策略非常復雜，目前還沒有專門的IC解決方案，需要通過DSP軟件控制來實現，技術實力一般的公司難以做到。在第二種方案中，交錯并聯總是能把復雜的問題簡單化，當然交錯并聯不是兩個電路的簡單并聯，而是存在相位差的并聯，目的是最大程度的對消兩路電路的紋波，簡化EMC濾波電路的設計。Interleaved BCM BOOST PFC電路已有成熟的IC解決方案，就設計難度來說要小于三相PFC電路。

另外我們還要注意無橋PFC電路。所謂的無橋PFC就是在任何時刻，整流橋只有一個二極管導通，整流橋的損耗只有其他PFC電路的一半，對于整機效率來說，大約可以提升0.5%的效率。但無橋PFC也有缺點，那就是其每一路電路在正負半波中交替導通，每一路都要承擔所有的功率。以3kW的PFC電路設計而論，如果采用無橋PFC電路，那么兩個支路的設計都要按照3kW來進行，關鍵器件數量都要乘2，所占用的空間體積也是兩倍。所以bridgeless PFC的優化設計是個難題，很難在性能和成本之間達到一個折中，而且控制策略也較為復雜，還有很多的專利需要避開，對于技術實力一般的公司或工程師而言，選擇這個方案將面臨巨大的挑戰。