绿色紧凑型功率因数控制器MC33260
MC33260是美国安森美半导体公司（ON Semiconductor）生产的Greenline系列紧凑型功率因数控制器，该控制器采用自由频率非连续工作模式，具有同步和完善的保护功能，适用于电子镇流器和离线式开关变换器。MC33260除了可以采用传统的控制方式之外，还提供了一种独特的跟随升压控制技术，PFC电感和开关管显著减小，同时最大限度的减少外围元件的数量，减小电路的体积，降低系统的成本。
2. 特点及引脚说明
2.1 特点
MC33260具有以下特点：
（1）提供两种工作模式：标准固定输出模式和跟随升压模式；
（2）采用同步非连续电压模式控制；
（3）逐周导通时间控制，带PWM锁存功能；
（4）导通时间固定，无需外部乘法器；
（5）图腾柱式输出驱动电路；
（6）带滞回的欠压锁定功能；
（7）稳压电路动态响应特性进一步提高；
（8）具有同步功能；
（9）内置精密基准电流源；
（10）提供过压、欠压、过流保护功能；
（11）最大导通时间精确可调；
（12）各个引脚都具有静电保护功能。
2.2 引脚说明
MC33260采用DIP-8和SO-8两种封装形式，本文主要介绍DIP-8引脚封装，其引脚排列如图1所示。
MC33260的引脚功能简介如下：
·Feedback Input（引脚1）：反馈信号输入端。该端通过检测电阻与前置变换器输出端相连，输入该端的电流检测信号与输出电压成正比。通过该端还可以实现过压和欠压保护功能。另外，该输入电流被平方后用于MC33260振荡器外接定时电容的充电。
·Vcontrol（引脚2）：稳压控制端。该端通过一电容与Gnd（引脚6）相连，该电容用于调节控制环路的带宽。为避免输入电流失真，控制环路的带宽通常在20Hz以下。
·Oscillator Capacitor（引脚3）：振荡器外接定时电容接入端。定时电容上的电压与引脚2上的电压分别与PWM比较器的反相输入端和非反相输入端相连，用以实现对导通时间的控制。引脚1上的电流经平方后对定时电容进行充电。
·Current Sense Input（引脚4）：零电流检测信号输入端。该端通过电流检测电阻与整流桥相连，其上的负电压信号与电感电流成正比。只要该端电压低于-60mV，零电流检测电路将禁止控制器进入重启动进程。另外，该端还用于实现峰值电流限幅。接在该端与电流检测电阻之间的电阻用于设定过流阈值。
·Synchronization Input（引脚5）：同步信号输入端。该端用于接收外部同步信号，可实现PFC前置变换器与开关电源的同步。如果不需要同步功能，该端应接地。
·Gnd（引脚6）：信号地。
·Gate Drive（引脚7）：驱动信号输出端。该端可直接驱动IGBT或功率MOSFET。
·VCC（引脚8）：偏置电源输入端。当VCC上的电压超过11V时，控制器才开始工作。启动之后，偏置电压的范围在8.5V~16V之间。
2.3 额定参数
MC33260的额定参数如表1所示。
3 工作原理
MC33260是一种紧凑型、自由频率非连续模式、电压型功率因数控制器，主要应用于电子镇流器和离线式变换器。MC33260内部集成了精密基准电流源、高频振荡器、PWM比较器、PWM锁存器、稳压电路、同步电路、电流检测比较器、欠压锁定比较器、过压保护电路、大电流图腾柱式输出电路等，其原理框图如图2所示。
3.1 稳压电路
在前置变换器的输出端和反馈信号输入端之间加入一只电阻，可以获得反馈电流信号，其大小由下式决定：
其中：
反馈电流信号输入控制器后将与基准电流信号相比较，稳压电路的输出特性如图3所示。反馈电阻的选择原则是：当输出电压超过稳压上限（(Vo)regH）时，反馈电流的大小应等于内置电流源IregH的大小。因此，
由于实际当中，
在MC33260内部，稳压电路输出端通过一只300 KΩ的电阻与引脚2相连。引脚2上的电压信号与振荡器锯齿波信号相比较生成PWM控制脉冲。为了实现外部环路补偿，引脚2上需要外接一只接地电容。由于带宽通常低于20Hz，在给定的交流线电压周期内，稳压电路的输出将保持恒定，因此导通时间也就固定了。
3.2 振荡器
振荡器的工作过程分为三个阶段：
（1）充电阶段。振荡器定时电容上的电压线性上升，当电容上的电压超过引脚2上的电压时，PWM锁存器被复位，其输出为低电平，定时电容开始放电。
（2）放电阶段。振荡器定时电容上的电压突降至0V。
（3）等候阶段。在放电进程结束时，振荡器输出电压保持低电平，直到PWM锁存器被重新置位。
振荡器的充电电流由反馈电流决定，如下式所示：
其中：
因此，振荡器充电电流与输出电压的关系可以用下式所示：
其中：
由于
注意，在MC33260内部有一只电容（Cint）与引脚3相连，其大小随着引脚3上的电压变化而变化。在振荡器整个变化范围内，该电容的取值将在10pF～20pF之间变化，典型值为15pF。因此，振荡器定时电容应当是外接电容和内部电容之和，即：
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