通過(guò)集成式解決方案進(jìn)一步簡(jiǎn)化PFC電路的設(shè)計(jì)

　　如果采用固定頻率CCM設(shè)計(jì)，次諧波噪聲會(huì)集中在一些固定頻率上，為EMI噪聲濾波帶來(lái)挑戰(zhàn)。在變頻控制中，開(kāi)關(guān)脈沖所傳遞的能量會(huì)分散在半AC線周期內(nèi)的一系列頻率中。通過(guò)這種方法，HiperPFS-2 IC通常能降低轉(zhuǎn)換器的總X和Y電容要求以及升壓扼流圈和EMI噪聲抑制扼流圈的電感，從而降低整體系統(tǒng)尺寸和成本。

　　采用脈沖串模式以降低空載功耗

　　與能夠?qū)⒆疃虒?dǎo)通時(shí)間減小至零的最初HiperPFS IC不同，HiperPFS-2 IC的最短導(dǎo)通時(shí)間為500 ns，能夠在空載下啟動(dòng)脈沖串模式工作。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)的升壓轉(zhuǎn)換器采用鐵氧體升壓扼流圈時(shí)，功率級(jí)空載功耗可降至0.5 W以下。

　　PFC設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化

　　圖3所示為一個(gè)典型的基于HiperPFS-2 IC的PFC應(yīng)用電路。VF-CCM工作方式已不再需要外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，集成非線性放大器已產(chǎn)生了一個(gè)更為簡(jiǎn)單的使用HiperPFS-2器件的解決方案。

　　電壓監(jiān)測(cè)引腳(V)電流用于在內(nèi)部檢測(cè)輸入線電壓的峰值。這對(duì)線電壓前饋功能具有驅(qū)動(dòng)作用，以便在整個(gè)輸入線電壓范圍(90 – 264 VAC)內(nèi)維持恒定的電壓反饋環(huán)路增益，從而改善線電壓調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)。

　　HiperPFS-2 IC提供兩種功率工作模式，可通過(guò)連接到參考引腳(R)的電阻進(jìn)行選擇。這兩種模式對(duì)應(yīng)的是“完全”和“效率”功率限制。效率功率模式允許使用具有較低R_DS(ON)值的更大MOSFET管芯尺寸，以滿足給定的輸出功率要求。這樣可使HiperPFS-2 IC提供應(yīng)用所要求的高電流上升，而不會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率。

　　補(bǔ)償引腳(C)用于環(huán)路補(bǔ)償和電壓反饋，它連接至主穩(wěn)壓反饋電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。反饋引腳(FB)連接至同一個(gè)反饋電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)提供快速的過(guò)壓和欠壓保護(hù)。HiperPFS-2器件中新增的內(nèi)部非線性放大器已省去了在反饋電路中所采用的兩個(gè)晶體管和兩個(gè)電阻。

　　電源正常引腳(PG)是HiperPFS-2 IC的一個(gè)新特色。啟動(dòng)時(shí)，一旦反饋引腳電壓升至設(shè)定輸出電壓的95%，PG漏極開(kāi)路連接就會(huì)被拉低。一旦進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作，在發(fā)生電壓故障、電壓跌落或其他故障的情況下，PG信號(hào)會(huì)在某個(gè)電壓閾值下變?yōu)楦咦杩?，該閾值由連接至電源正常閾值(PGT)引腳的電阻決定。

　　集成升壓二極管所具備的優(yōu)勢(shì)

　　升壓二極管陰極引腳(K)是內(nèi)部Qspeed二極管的陰極連接點(diǎn)，而其陽(yáng)極通常與內(nèi)部功率MOSFET的漏極(D)連接。二極管的合并是HiperPFS-2器件的一項(xiàng)主要?jiǎng)?chuàng)新，具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)。該二極管特別從專用于HiperPFS-2 IC的標(biāo)準(zhǔn)Qspeed⁽³⁾系列二極管研制而成。它的V_f比標(biāo)準(zhǔn)Qspeed二極管低0.5 V，從而能夠在浪涌期間降低功耗，并使二極管能夠耐受非重復(fù)性的130 A峰值浪涌電流I_FSM。(50 0µs，T_C(D) = 25°C)。

　　由于二極管集成在封裝內(nèi)，包含MOSFET和二極管的關(guān)鍵環(huán)路的長(zhǎng)度可以達(dá)到非常短的程度(見(jiàn)圖4)。

　　有助于降低EMI的另一個(gè)關(guān)鍵因素是二極管的反向恢復(fù)特性⁽⁴⁾(見(jiàn)圖5)。

　　超快速二極管通常采用在結(jié)中摻雜鉑的方式制造而成。摻雜鉑可使二極管在其上的電壓進(jìn)行反向時(shí)以極快的速度停止導(dǎo)通。遺憾的是，摻雜鉑的副作用是二極管會(huì)非常突然地關(guān)斷。這樣容易產(chǎn)生振蕩，進(jìn)而產(chǎn)生EMI。相反的是，Qspeed二極管具有軟恢復(fù)特性，所產(chǎn)生的振蕩和EMI極低。

　　在圖5中，關(guān)斷跡線的負(fù)部分與ID = 0線之間的區(qū)域表示二極管在每個(gè)關(guān)斷過(guò)渡期間的能耗。這等于二極管的反向恢復(fù)電荷(Q_rr)，從圖5可清楚看出，Qspeed二極管的Q_rr遠(yuǎn)低于摻雜鉑的超快速二極管。這有助于大幅降低開(kāi)關(guān)損耗并提高效率。