PFC應(yīng)用:臨界導(dǎo)電模式有源PFC的設(shè)計(jì)

3 電路主要參數(shù)的計(jì)算

3．1 電感L的計(jì)算

最低工作頻率條件下所需的電感值可通過式(1)求得：

式中：Vin為穩(wěn)壓輸人峰值電壓最大值；Pin為輸入功率最大值；fmin為開關(guān)頻率最小值。將主要參數(shù)代入式(1)得：

L=544μH

在該設(shè)計(jì)中取L=550μH。

3．2 輸入濾波電容的設(shè)計(jì)

輸入濾波電容的主要作用是濾除輸入端的高頻噪音，其容量很小。但如果其取值太小，很難較好地濾除輸入的高頻噪音，另一方面其取值又不能太大，否則會(huì)引起較大的輸入電壓偏移。

3．2．1 輸入濾波電容的下限值

輸入濾波電容的下限值由輸入濾波電容的最大紋波電壓決定，可用式(2)計(jì)算：

式中：△Vcin(max)為濾波電容的最大紋波電壓，一般情況下，該值可取小于最低輸入電壓峰值的5％。將主要參數(shù)代入式(2)得：

3．2．2 輸入濾波電容的下限值

輸入濾波電容的上限值由輸入偏移因子IDF決定，可用下式計(jì)算：

輸出電容的選擇不但要考慮容值，還要考慮電壓應(yīng)力，由于電路的響應(yīng)速度較慢，當(dāng)負(fù)載突然變輕時(shí)，可能會(huì)引起輸出電壓的過沖現(xiàn)象，考慮到一定裕量，它的耐壓可按大于輸出過壓保護(hù)點(diǎn)1．1VOVP來選取。在該電路設(shè)計(jì)中選擇Co=220μF，耐壓為450 V的電解電容。

3．4 功率開關(guān)管和輸出二極管的選擇

功率開關(guān)管與輸出二極管的電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力都相同，下面分別計(jì)算兩者的電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力。開關(guān)管和二極管的最大峰值電流：

開關(guān)管和輸出二極管的電壓應(yīng)力需考慮輸出過壓保護(hù)點(diǎn)，因此其最大電壓為：

在該電路設(shè)計(jì)中，選擇功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF84．0作為開關(guān)管，其耐壓為500 V，最大電流為8 A；選擇快速恢復(fù)二極管MURl560作為輸出二極管，其耐壓為600 V，最大電流為15 A。

4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見圖4～圖7)顯示該AC／DC變換器在較寬廣的輸入電壓范圍下獲得高度穩(wěn)定的直流電壓400 V輸出；紋波峰一峰值在8 V以下；輸出額定功率達(dá)150 W；滿載下效率η=95％；功率因數(shù)λ≥0．99；輸入電流總諧波畸變D6％。目前，這種具有APFC電路的控制器已應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品中。

5 結(jié) 語

由MC33262構(gòu)成的功率因數(shù)校正電路外圍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電路元器件少，電路的體積和成本下降，提高了系統(tǒng)的可靠性。目前，這種APFC技術(shù)已經(jīng)在開關(guān)電源、電子鎮(zhèn)流器等諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。該APFC電路采用峰值電流控制方式，屬于準(zhǔn)連續(xù)電流模式，MOS-FET開關(guān)頻率很高，這對(duì)EMI濾波電路的設(shè)計(jì)有較高的要求。不過該系列芯片與其他采用連續(xù)模式的APFC芯片相比有著較高的性價(jià)比，值得做進(jìn)一步完善研究。