兩種增強PFC段性能的方法
改善高線路工作的簡單調(diào)整方法
如圖6所示,在VCC與引腳5(ZCD引腳)之間布設一顆電阻,能夠減輕或抑制這個現(xiàn)象。這樣一來,ZCD引腳上就產(chǎn)生了偏置。
圖6 ZCD引腳上的調(diào)整
在測試的應用中,VCC為15V,且Rzcd=68kΩ。在VCC與引腳5之間增加一顆電阻Roff=680kΩ,就改變了施加在引腳5(ZCD引腳)上的電壓。退磁相位期間ZCD引腳上施加的實際VAUX電壓就變?yōu)椋?/P>
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然后,施加在引腳5上的電壓就偏置。事實上,這就像是VAUX電壓與減小了1.36V的ZCD閾值比較。這樣一來,新的實際ZCD閾值就是:
Vpin5上升:最低值為0.74V,典型值為0.94V,最大值為1.14V;
Vpin5下降:最低值為0.14V,典型值為0.24V,最大值為0.44V。
這些降低的ZCD閾值增加了ZCD的精度,并能抑制CCM工作,在相同條件下獲得的波特圖(見圖7)就證實了這一點。
圖7 調(diào)整改善器件工作
必須注意,Vpin5下降(我們的案例中是1.5V)時,偏置必須保持在低于ZCD最低閾值。這是為了確保新的實際ZCD閾值(Vpin5下降時) 保持高于0V。否則,系統(tǒng)可能難于檢測磁芯復位并因此啟動新的開關序列。出于這個目的,應當考慮到VCC的變化。
啟動時的大過沖
PFC段從輸入線路正弦波電壓源吸收正弦電流,因此,它們?yōu)樨撦d提供僅匹配平均需求的方波正弦功率。輸出電容(大電容)“吸收”實際提供的功率與負載消耗的功率之差值。
● 饋送給負載的功率低于需求時,輸出電容放電,補償功率差額。
● 提供的功率超過負載功耗時,輸出電容充電,存儲多余的能量。
因此,輸出電壓呈現(xiàn)出輸入線路頻率2倍的低頻交流含量。不利的是,PFC電流整形(current-shaping)方法均基于控制信號無紋波的假設。否則,就不能夠優(yōu)化功率因數(shù),因為輸入線路電流重新復制了控制信號失真。這就是眾所周知的PFC電路動態(tài)性能差的原因。它們的穩(wěn)壓環(huán)路帶寬設得極低,從而抑制100Hz或120Hz紋波,否則輸出電壓就會注入這紋波。
由于系統(tǒng)極慢,PFC段遭受陡峭的負載或輸入電壓變化時,會在大電容上呈現(xiàn)出大的過沖(over-shoot)或欠沖(under-shoot)。啟動序列就是這些瞬態(tài)中的一種,能夠產(chǎn)生大的電壓過應力(over-stress)。
圖8 輸出電壓紋波
圖9展示能在啟動相位期間觀察到的那類過沖。這波特圖是使用由NCP1607驅(qū)動、負載是下行轉(zhuǎn)換器的PFC段獲得的。
圖9 啟動相位期間的過沖
承受啟動過沖
應用軟啟動是減小過沖的一種自然選擇。然而,設計人員所選擇的控制器并不必須具有這個功能特性。此外,從定義來看,這種功能減緩了啟動速度,而這并非總是可以接受。
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