硬開(kāi)關(guān)與軟開(kāi)關(guān)功率因數(shù)校正電路的研究

　　輸出電容：2160μF

　　功率：1200W

　　用數(shù)字示波器測(cè)試并打印出開(kāi)關(guān)管兩端電壓波形和輸入電感兩端電壓波形如圖2、圖3所示。

　　從以上波形可以看出，開(kāi)關(guān)管上有電壓尖峰；并且當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)、二極管開(kāi)及開(kāi)關(guān)管開(kāi)、二極管關(guān)時(shí)在輸入電感上感應(yīng)出較大的電壓尖峰。為了克服硬開(kāi)關(guān)APFC的缺點(diǎn)，并進(jìn)一步改善性能，UC公司推出了UC3855。

3UC3855構(gòu)成的軟開(kāi)關(guān)有源功率因數(shù)校正

電路

圖2開(kāi)關(guān)管兩端波形 圖3輸入電感兩端波形

3.1UC3855工作原理

　　UC3855是一種能實(shí)現(xiàn)零電壓轉(zhuǎn)換的高功率因數(shù)校正器集成控制芯片，采用零電壓轉(zhuǎn)換電路、平均電流模式產(chǎn)生穩(wěn)定的、低畸變的交流輸入電流，無(wú)需斜坡補(bǔ)償，最高工作頻率可達(dá)500kHz，其內(nèi)部有ZVS檢測(cè)、一個(gè)主輸出驅(qū)動(dòng)和一個(gè)ZVT輸出驅(qū)動(dòng)。由于采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以極大地減小二極管反向恢復(fù)時(shí)和MOSFET開(kāi)通時(shí)的損耗，從而具有低電磁輻射和高效率的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　UC3855也主要由乘法、除法、平方電路構(gòu)成，為電流環(huán)提供編程的電流信號(hào)（IMO=IAC（UAO－1.5）/KU2ms）。芯片內(nèi)部有一個(gè)高性能、帶寬為5MHz的電流放大器，并具有過(guò)壓、過(guò)流和回差式欠壓保護(hù)功能，輸入線電壓箝位功能，低電流起動(dòng)功能。內(nèi)部乘法器電流限制功能在低線電壓時(shí)能抑制功率輸出。和UC3854相比，UC3855增加的電路功能主要有：過(guò)電壓保護(hù)；工作達(dá)500kHz的零電壓轉(zhuǎn)換（ZVT）控制電路；具有電流合成器，只需檢測(cè)主開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電感電流，而主開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)流經(jīng)電感和二極管的電流可通過(guò)芯片內(nèi)的電流合成器構(gòu)造出來(lái)，因此可比UC3854少用一個(gè)電流互感器。這樣既提高了信噪比，又減小了電流檢測(cè)的損耗。

　　總體而言UC3855具有更高的的功率因數(shù)（接近1），更高的效率，和更低的電磁干擾（EMI）。

3.2ZVT－PFC電路原理

　　圖5為ZVT－PFC電路原理圖，S為主開(kāi)關(guān)管，S1、Lr、Cr、VD1構(gòu)成的諧振支路和主開(kāi)關(guān)管并聯(lián)。輔助開(kāi)關(guān)S1先于主開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通，使諧振網(wǎng)絡(luò)工作，電容電壓（即主開(kāi)關(guān)電壓）諧振下降到零，創(chuàng)造了主開(kāi)關(guān)零電壓導(dǎo)通的條件。在輔助開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，二極管電流線

圖4UC3855的電路結(jié)構(gòu)圖

圖5ZVT－PFC電路原理圖