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PFC应用:临界导电模式有源PFC的设计

作者:时间:2012-01-18来源:网络收藏

A技术按照电感电流是否连续,可分为断续(DCM)、连续(CCM)和介于两者之间的(CRM)。CCM模式适合于较大功率输出,控制较复杂,且存在二极管反向恢复的问题。DCM模式的输入电流和输出电压的纹波比较大,因而开关损耗比较大,同时对负载有一定的影响。CRM模式既没有断续导电模式那么大的器件应力,也不存在连续导电模式所具有的二极管反向恢复问题,且输入平均电流与输入电压成线性关系。在中小功率(300 W以下)场合,采用导电模式的功率因数校正具有比较大的优势。文中推出的A系统采用美国摩托罗拉公司生产的MC33262专用集成控制芯片,并使其工作于导电模式(CRM)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/178030.htm

1 基于MC33262的A原理简介

用于实现APFC变换器的拓扑电路有Boost变换器、反激变换器和Boost-Buck变换器等,但由于Boost电路具有:有输入电感,可减小对输入滤波的要求;开关器件的电压不超过输出电压值;容易驱动等特殊优点,因此其最为广泛,这里的主要基于Boost变换器。

目前,用于实现临界导电模式的控制芯片有很多,由MC33262构成的采用Boost变换器的APFC电路。MC33262原理框图如图1所示。

在图1中,5脚是零电流检测输入端,接在变压器二次侧,因而检测到的是电感电流,即外电源流入负载的电流。当电感电流为零时,ZCD的输出翻转,将内部的RS触发器置“1”,7脚输出高电平,使Q1导通。外电源通过桥式整流,使变压器一次侧和Q1导通,电流流过变压器一次侧,将电能储存于电感中。当电感电流增大到一定值时,Q1又关断,这也是通过RS触发器进行控制的。1脚接PFC输出电压的分压,该电压经EMP放大后,与由3脚输入的电压分压值在MULT中相乘,MULT的输出与由4脚输入的Q1的电流比较。

当输入Q1的电流值大于MULT输出的电流值时,OIC输出电平翻转,将RS触发器置“0”,该电平由7脚输出,关断Q1。因此,MULT的输出电流即通过Q1的电流的门限值,该门限值随输入电压的变化而近似呈正弦规律变化。当Q1关断后,变压器一次侧的电流逐渐减小,当此电流接近零时,又导致ZCD的输出翻转,将RS触发器置“1”,Q1导通,重复以上过程。

当负载突然关断、启动或输出端出现浪涌时,会出现输出电压过高的情况,这时OVC会发挥保护作用。此时,过压保护器的输出电平发生翻转,将RS触发器置“0”,关断Q1。器件内设定的比较器门限电压为1.08 V。欠压锁定的作用在于监控电源正极电压。当8脚的电压Vcc低于下限值时,UVLO输出低电平,7脚也输出低电平,关断Q1。定时器的作用是在电感电流下降到零时启动Q1。

2 系统主要技术指标的

根据需要,了一个150 W PFC系统,其信号流程及信号波形如图3所示。其主要参数为:交流输入电压范围为175~265V;最大输出功率为150 W,若Boost电路的提升电压为400 V,则额定直流电流为375 mA;若转换效率为η=90%,则额定输入功率Pin=P0/η=167 W;最小开关频率选为fmin=25 kHz;输入偏移因子IDF=0.98;最大纹波峰一峰值为8 V。

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