創(chuàng)新、簡單而又高效節(jié)能的PFC解決方案

　　輸入電壓與輸入電流之間的關(guān)系用功率因數(shù)(PF)表示。在生成非線性負(fù)載電流的系統(tǒng)中，采用功率因數(shù)校正(PFC)電路可使電源的輸入端表現(xiàn)為供電系統(tǒng)的線性負(fù)載。有效的PFC電路可同時(shí)降低峰值電流和RMS電流，并優(yōu)化AC電源的供電效率。

　　由于功率因數(shù)對供電基礎(chǔ)設(shè)施具有影響，政府機(jī)構(gòu)已出臺并逐步提高對功率因數(shù)(PF)和諧波失真的要求。IEC/EN61000-3-2的PF標(biāo)準(zhǔn)廣泛適用于包括家用和商用應(yīng)用在內(nèi)的電子設(shè)備。

　　PFC可通過多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，例如降壓、升壓、反激、?uk和單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)。升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)簡單而廣為使用，連續(xù)的輸入電感電流使其非常適用于PFC電路。到如今，電源IC制造商已推出了眾多控制策略，其中包括峰值、平均和遲滯連續(xù)導(dǎo)通電流(CCM)模式控制，以及臨界導(dǎo)通模式(CRM)和非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)。近些年來，PFC IC已使電源制造商在PF性能方面取得了重大改進(jìn)，但仍存在與某些實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度相關(guān)的可靠性問題。

　　HiperPFS的主要特色

　　HiperPFS是Power Integrations新推出的一款PFC IC，它的最大不同之處在于采用了獨(dú)特的控制策略，即恒定安秒導(dǎo)通時(shí)間控制和恒定伏秒關(guān)斷時(shí)間控制。單芯片解決方案可提供集成式無損耗電流檢測，省去電流控制環(huán)路外部補(bǔ)償元件，從而降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度。創(chuàng)新的變頻連續(xù)導(dǎo)通模式(VF-CCM)控制可通過在低平均開關(guān)頻率下工作，達(dá)到抑制EMI和降低開關(guān)損耗的目的。

　　安秒與伏秒控制

　　HiperPFS的核心是恒定安秒導(dǎo)通時(shí)間與恒定伏秒關(guān)斷時(shí)間控制算法。圖1以一個升壓PFC為例來說明其控制機(jī)制。對開關(guān)電流進(jìn)行積分和控制，使其在開關(guān)導(dǎo)通期間具有恒定的安秒乘積，從而使平均輸入電流波形跟隨輸入電壓波形。對輸出與輸入電壓之間的差值進(jìn)行積分可維持恒定的伏秒平衡(由升壓電感的電磁特性決定)，從而實(shí)現(xiàn)對輸出電壓及功率的調(diào)整。

　　在功率MOSFET的每個導(dǎo)通周期內(nèi)，控制器對開關(guān)電流的積分設(shè)定一個恒定值。由于升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓控制環(huán)路的帶寬非常低(實(shí)際上，遠(yuǎn)低于120 Hz半線周期頻率)，可以將每周期的積分電流視為恒定。為調(diào)整輸出電壓，控制電壓VC會隨著負(fù)載或線電壓的變化在許多周期內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定變化。通過這種恒定安秒控制，我們可以首先假設(shè)：