一種新穎的功率因數(shù)校正芯片的研究

NCP1650的管腳12是一個(gè)負(fù)的電流采樣信號(hào)輸入。因此這種控制芯片的電流采樣補(bǔ)償器的輸入電壓信號(hào)是一個(gè)負(fù)電壓信號(hào)。其中管腳12還與內(nèi)部一個(gè)電流分流電阻（阻值為1kΩ）相接。當(dāng)芯片工作時(shí)，電流分流電阻上的電壓被轉(zhuǎn)化為一個(gè)電流（i₁），這個(gè)電流就會(huì)驅(qū)動(dòng)高頻電流鏡像器。這個(gè)電流鏡像器的輸出（i₁）與PFC電路中的電感瞬間電流成比例，如式（1）所示。

i₁=V_is－/1kΩ（1）

同時(shí)，這個(gè)高頻電流鏡像器通過一個(gè)15kΩ的電阻給緩沖放大器提供一個(gè)電壓信號(hào)；另外，這個(gè)高頻電流鏡像器的PWM輸出直接給PWM發(fā)生器提供一個(gè)信號(hào)，這樣就可以來控制開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)PFC電路工作輕載時(shí)，通過管腳12給芯片一個(gè)相應(yīng)的電壓信號(hào)，它就會(huì)及時(shí)驅(qū)動(dòng)高頻電流鏡像器，從而就會(huì)對(duì)采樣的電壓信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，增大了這個(gè)采樣信號(hào)，這樣就可以很好地跟蹤參考信號(hào)，以提高輕載下PFC電路的功率因數(shù)。

1.2 動(dòng)態(tài)性能的調(diào)節(jié)功能

對(duì)于PFC電路來說，動(dòng)態(tài)性能是一個(gè)很難解決的問題。當(dāng)輸入電壓或者輸出功率變化時(shí)都會(huì)引起輸出電壓很大的變化，這樣會(huì)大大降低電路的壽命，而且會(huì)給后面的DC/DC電路帶來很大的壓力。

圖3中給出了解決動(dòng)態(tài)響應(yīng)的原理圖。當(dāng)輸出電壓變高時(shí)，電壓反饋信號(hào)也相應(yīng)地增加，當(dāng)達(dá)到某個(gè)設(shè)定值時(shí)就會(huì)給PWM發(fā)生器一個(gè)信號(hào)，來控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。對(duì)于輸出電壓降低也是一樣的。因?yàn)镹CP1650內(nèi)部設(shè)置了電壓反饋基準(zhǔn)的最大值和最小值，所以反饋信號(hào)只能在這個(gè)范圍內(nèi)變化，這樣當(dāng)輸入電壓或者輸出功率變化時(shí)，輸出電壓變化的范圍不會(huì)很大，也就改善了動(dòng)態(tài)性能。

圖3 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

PFC主電路圖參見圖4，其主要參數(shù)如下：輸入電壓AC 90～265V；頻率47～63Hz；輸出電壓為DC 400V；輸出最大功率100W；最大開關(guān)工作頻率為f_max=100kHz。

圖4 主電路圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了NCP1650很好地解決了輕載時(shí)PFC電路的功率因數(shù)，同時(shí)動(dòng)態(tài)性能也得到了改善。圖5給出了輸入電壓115V，輸出功率20W時(shí)的輸入電流波形；圖6給出了輸入電壓115V，輸出功率100W時(shí)的輸入電流波形；圖7給出了輸入電壓230V，輸出功率20W時(shí)的輸入電流波形；

圖5 輸入電流波形（V_in=115V，P_o=20W）

圖6 輸入電流波形（V_in=115V，P_o=100W）