硬開關(guān)與軟開關(guān)功率因數(shù)校正電路的研究

　　輸出電容：2160μF

　　功率：1200W

　　用數(shù)字示波器測試并打印出開關(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，開關(guān)管上有電壓尖峰；并且當開關(guān)管關(guān)、二極管開及開關(guān)管開、二極管關(guān)時在輸入電感上感應出較大的電壓尖峰。為了克服硬開關(guān)APFC的缺點，并進一步改善性能，UC公司推出了UC3855。

3UC3855構(gòu)成的軟開關(guān)有源功率因數(shù)校正

電路

圖2開關(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，無需斜坡補償，最高工作頻率可達500kHz，其內(nèi)部有ZVS檢測、一個主輸出驅(qū)動和一個ZVT輸出驅(qū)動。由于采用軟開關(guān)技術(shù)，可以極大地減小二極管反向恢復時和MOSFET開通時的損耗，從而具有低電磁輻射和高效率的特點。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（IMO=IAC（UAO－1.5）/KU2ms）。芯片內(nèi)部有一個高性能、帶寬為5MHz的電流放大器，并具有過壓、過流和回差式欠壓保護功能，輸入線電壓箝位功能，低電流起動功能。內(nèi)部乘法器電流限制功能在低線電壓時能抑制功率輸出。和UC3854相比，UC3855增加的電路功能主要有：過電壓保護；工作達500kHz的零電壓轉(zhuǎn)換（ZVT）控制電路；具有電流合成器，只需檢測主開關(guān)管開通時的電感電流，而主開關(guān)管關(guān)斷時流經(jīng)電感和二極管的電流可通過芯片內(nèi)的電流合成器構(gòu)造出來，因此可比UC3854少用一個電流互感器。這樣既提高了信噪比，又減小了電流檢測的損耗。

　　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為主開關(guān)管，S1、Lr、Cr、VD1構(gòu)成的諧振支路和主開關(guān)管并聯(lián)。輔助開關(guān)S1先于主開關(guān)S導通，使諧振網(wǎng)絡工作，電容電壓（即主開關(guān)電壓）諧振下降到零，創(chuàng)造了主開關(guān)零電壓導通的條件。在輔助開關(guān)管導通時，二極管電流線

圖4UC3855的電路結(jié)構(gòu)圖

圖5ZVT－PFC電路原理圖