新穎的電流臨界導(dǎo)通的功率因數(shù)校正芯片的研究

2.2 動(dòng)態(tài)性能調(diào)節(jié)和欠壓保護(hù)

對(duì)于功率因數(shù)校正電路來說，動(dòng)態(tài)性能的好壞和啟動(dòng)電流的大小直接影響電路的壽命。因此，在設(shè)計(jì)功率因數(shù)校正電路時(shí)，必須考慮這兩個(gè)問題。圖4給出了解決動(dòng)態(tài)響應(yīng)和啟動(dòng)電流的原理圖。

圖4 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和欠壓保護(hù)原理圖

當(dāng)功率因數(shù)校正電路的輸出功率突然變化時(shí)，它的輸出電壓就會(huì)引起很大的變化。例如，當(dāng)負(fù)載突然變輕時(shí)，它的輸出電壓會(huì)陡然增加很多；當(dāng)負(fù)載突然加重時(shí)，它的輸出電壓會(huì)突然降低很多。如果電路以這樣的方式工作，它的動(dòng)態(tài)性能就比較差，會(huì)增加后級(jí)電路的負(fù)擔(dān)，影響電路的壽命。而在芯片UCC38051內(nèi)部有一個(gè)跨導(dǎo)型電壓誤差放大器，當(dāng)功率因數(shù)校正電路負(fù)載突然變化時(shí)，電路的反饋電壓信號(hào)通過腳1（VO_SNS）送給跨導(dǎo)型電壓誤差放大器，使跨導(dǎo)型電壓誤差放大器工作，使電路的增益非線性變化，導(dǎo)致電路增益突然變化很多，這樣就可以迫使電路的輸出電壓的變化不能很大。因此，有了這個(gè)跨導(dǎo)型電壓誤差放大器，就使電路的輸出電壓不會(huì)變化很大，這樣就可以改善電路的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)，有了這個(gè)跨導(dǎo)型誤差放大器，就改善了高輸入電壓時(shí)的功率因數(shù)和減小了輸入電流總的諧波含量。

欠壓保護(hù)對(duì)于功率因數(shù)校正電路來說也十分重要。UCC38051芯片通過一個(gè)滯環(huán)比較器實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)功能。它是通過腳1的反饋電壓信號(hào)給欠壓保護(hù)的滯環(huán)比較器一個(gè)電壓信號(hào)，當(dāng)輸出電壓比較低時(shí)，電路中的反饋電壓也比較低，當(dāng)反饋電壓低于滯環(huán)的轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，這個(gè)滯環(huán)比較器會(huì)封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而就實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)功能。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

上述功率因數(shù)校正電路的主電路如圖5所示，其主要參數(shù)如下：

圖5 主電路圖

輸入電壓 AC 90～265V；

輸入電壓頻率 47～63Hz；

輸出電壓 400V；

最大輸出功率 100W；

最大開關(guān)頻率 fmax=100kHz。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了，這種新穎的電流臨界導(dǎo)通的功率因數(shù)校正控制芯片，很好地解決了電路啟動(dòng)時(shí)輸出電壓過沖的問題；動(dòng)態(tài)性能也得到了改善；同時(shí)，改善了高輸入電壓時(shí)的功率因數(shù)和降低了輸入電流總的諧波含量。圖6和圖7分別給出了輸入電壓115V，輸出功率滿載時(shí)的輸入電流波形和輸入電流諧波含量圖。圖8和圖9分別給出了輸入電壓230V，輸出功率滿載時(shí)的輸入電流波形和輸入電流諧波含量圖。圖10給出了啟動(dòng)時(shí)輸出電壓的波形。圖11和圖12分別給出了輸出功率從滿載到空載和從空載到滿載時(shí)的輸出電壓波形。

圖6 輸入電流波形（Vin=115V，Po=100W）

圖7 輸入電流諧波含量（Vin=115V，Po=100W）

圖8 輸入電流波形（Vin=230V，Po=100W）