臨界導(dǎo)電模式有源功率因數(shù)校正器的設(shè)計

在圖1中，5腳是零電流檢測輸入端，接在變壓器二次側(cè)，因而檢測到的是電感電流，即外電源流入負(fù)載的電流。當(dāng)電感電流為零時，ZCD的輸出翻轉(zhuǎn)，將內(nèi)部的RS觸發(fā)器置“1”，7腳輸出高電平，使Q1導(dǎo)通。外電源通過橋式整流，使變壓器一次側(cè)和Q1導(dǎo)通，電流流過變壓器一次側(cè)，將電能儲存于電感中。當(dāng)電感電流增大到一定值時，Q1又關(guān)斷，這也是通過RS觸發(fā)器進(jìn)行控制的。1腳接PFC輸出電壓的分壓，該電壓經(jīng)EMP放大后，與由3腳輸入的電壓分壓值在MULT中相乘，MULT的輸出與由4腳輸入的Q1的電流比較。
當(dāng)輸入Q1的電流值大于MULT輸出的電流值時，OIC輸出電平翻轉(zhuǎn)，將RS觸發(fā)器置“0”，該電平由7腳輸出，關(guān)斷Q1。因此，MULT的輸出電流即通過Q1的電流的門限值，該門限值隨輸入電壓的變化而近似呈正弦規(guī)律變化。當(dāng)Q1關(guān)斷后，變壓器一次側(cè)的電流逐漸減小，當(dāng)此電流接近零時，又導(dǎo)致ZCD的輸出翻轉(zhuǎn)，將RS觸發(fā)器置“1”，Q1導(dǎo)通，重復(fù)以上過程。
當(dāng)負(fù)載突然關(guān)斷、啟動或輸出端出現(xiàn)浪涌時，會出現(xiàn)輸出電壓過高的情況，這時OVC會發(fā)揮保護(hù)作用。此時，過壓保護(hù)器的輸出電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將RS觸發(fā)器置“0”，關(guān)斷Q1。器件內(nèi)設(shè)定的比較器門限電壓為1．08 V。欠壓鎖定的作用在于監(jiān)控電源正極電壓。當(dāng)8腳的電壓Vcc低于下限值時，UVLO輸出低電平，7腳也輸出低電平，關(guān)斷Q1。定時器的作用是在電感電流下降到零時啟動Q1。

2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計
根據(jù)需要，設(shè)計了一個150 W PFC系統(tǒng)，其信號流程及信號波形如圖3所示。其主要參數(shù)為：交流輸入電壓范圍為175～265V；最大輸出功率為150 W，若Boost電路的提升電壓為400 V，則額定直流電流為375 mA；若轉(zhuǎn)換效率為η=90％，則額定輸入功率Pin=P0／η=167 W；最小開關(guān)頻率選為fmin=25 kHz；輸入偏移因子IDF=0．98；最大紋波峰一峰值為8 V。

3 電路主要參數(shù)的計算
3．1 電感L的計算
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)計中取L=550μH。
3．2 輸入濾波電容的設(shè)計
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)計算：