硬开关与软开关功率因数校正电路的研究

　　输出电容：2160μF

　　功率：1200W

　　用数字示波器测试并打印出开关管两端电压波形和输入电感两端电压波形如图2、图3所示。

　　从以上波形可以看出，开关管上有电压尖峰；并且当开关管关、二极管开及开关管开、二极管关时在输入电感上感应出较大的电压尖峰。为了克服硬开关APFC的缺点，并进一步改善性能，UC公司推出了UC3855。

3UC3855构成的软开关有源功率因数校正

电路

图2开关管两端波形 图3输入电感两端波形

3.1UC3855工作原理

　　UC3855是一种能实现零电压转换的高功率因数校正器集成控制芯片，采用零电压转换电路、平均电流模式产生稳定的、低畸变的交流输入电流，无需斜坡补偿，最高工作频率可达500kHz，其内部有ZVS检测、一个主输出驱动和一个ZVT输出驱动。由于采用软开关技术，可以极大地减小二极管反向恢复时和MOSFET开通时的损耗，从而具有低电磁辐射和高效率的特点。其结构如图4所示。

　　UC3855也主要由乘法、除法、平方电路构成，为电流环提供编程的电流信号（IMO=IAC（UAO－1.5）/KU2ms）。芯片内部有一个高性能、带宽为5MHz的电流放大器，并具有过压、过流和回差式欠压保护功能，输入线电压箝位功能，低电流起动功能。内部乘法器电流限制功能在低线电压时能抑制功率输出。和UC3854相比，UC3855增加的电路功能主要有：过电压保护；工作达500kHz的零电压转换（ZVT）控制电路；具有电流合成器，只需检测主开关管开通时的电感电流，而主开关管关断时流经电感和二极管的电流可通过芯片内的电流合成器构造出来，因此可比UC3854少用一个电流互感器。这样既提高了信噪比，又减小了电流检测的损耗。

　　总体而言UC3855具有更高的的功率因数（接近1），更高的效率，和更低的电磁干扰（EMI）。

3.2ZVT－PFC电路原理

　　图5为ZVT－PFC电路原理图，S为主开关管，S1、Lr、Cr、VD1构成的谐振支路和主开关管并联。辅助开关S1先于主开关S导通，使谐振网络工作，电容电压（即主开关电压）谐振下降到零，创造了主开关零电压导通的条件。在辅助开关管导通时，二极管电流线

图4UC3855的电路结构图

图5ZVT－PFC电路原理图