无源PFC电路中，以填谷式无源PFC电路最具代表性，二阶填谷式无源PFC电路如图5-5所示，电路置于桥式整流器的输出端，通常由3个二极管VD₆、VD₇、VD₈和2个电容C₁、C₂组成。VD₅为隔离二极管，将整流桥和填谷电路隔离开。VD₇和R₁串联在一起用于限制开机时电容C₁和C₂的冲击电流。

图5-5 二阶填谷式无源PFC电路

二阶填谷式无源PFC电路以电容的串联方式充电，而放电以并联方式实现。设交流输入电压和电流分为别为u、i，电压峰值为U_P，整流桥输出的脉动电压为U_BR，VD5右端电压为U_A（即C₁和C₂上的总电压），为讨论方便，忽略二极管VD₁～VD₈的正向压降，具体工作过程如下^[1]：

1）阶段一：在交流电正半周的上升阶段，当U_BR＞U_A时，VD₁、VD₄、VD₅和VD₇均导通，U_BR就沿着C₁→VD₇→R₁→C₂的串联电路给C₁和C₂充电，同时向负载提供电流。其充电时间常数很小，充电速度很快。

2）阶段二：当U_A达到U_P时，C₁、C₂上的总电压U_A=U_P；因C₁、C₂的容量相等，故二者的压降均为U_P/2。此时VD₇导通，而VD₆和VD₈被反向偏置而截止。

3）阶段三：当U_A从U_P开始下降时，VD₇截止，立即停止对C₁和C₂充电。(www.daowen.com)

4）阶段四：当U_A降至U_P/2时，VD₅和VD₇截止，VD₆和VD₈被正向偏置而变成导通状态，C₁、C₂上的电荷分别通过VD₆、VD₈构成的并联电路进行放电，维持负载上的电流不变。

进入负半周后，在VD₅导通之前，C₁、C₂仍可对负载进行并联放电，使负载电流基本维持恒定。对于VD₂、VD₃和VD₅导通后的情况，可参照上面分析，具体电压、电流时序波形如图5-6所示。

综上所述，利用二阶填谷式无源PFC电路能大大延长整流二极管的导通时间，使之在正半周的导通范围扩展到30°～150°。同理，负半周的导通范围扩展到210°～330°。整流二极管导通角的扩大使得交流输入电流的死区时间大大缩短，由原先的窄脉冲变为删除接近正弦波，填平了普通全波整流滤波电路中电流波形的大部分低谷区，因此称为填谷式无源PFC电路。

图5-6 电压u、电流i和电压U_A的时序波形

开关电源输入交流电流的谐波很大，总谐波失真可达到100%～150%，不用填谷电路，总谐波畸变（THD）在151%时功率因数为0.55；增加填谷电路后，开关电源的功率因数可提高到0.92～0.965，所对应的THD为42%～27.2%，证明总谐波在一定程度上得到了抑制，功率因数也显著提高^[1]。