一種新穎的電流連續(xù)模式功率因數(shù)校正電路的研究

摘要：介紹了一種固定關(guān)斷時(shí)間控制的功率因數(shù)校正電路，它的主要特點(diǎn)是通過外部簡(jiǎn)單電路來控制開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了固定關(guān)斷時(shí)間，這樣可以提高輸出功率等級(jí)。實(shí)驗(yàn)表明：這種控制方法實(shí)現(xiàn)了固定關(guān)斷時(shí)間控制。

關(guān)鍵詞：固定關(guān)斷時(shí)間；功率因數(shù)校正；電流連續(xù)模式

0 引言

目前以Boost為主電路的PFC電路的控制方法有兩種，即固定頻率PWM（CCM）和臨界導(dǎo)通PWM（DCM）。對(duì)于相同的輸出功率等級(jí)來說，DCMPFC電路中的峰值電流要比CCMPFC電路中的峰值電流大。一般說來，對(duì)于小功率PFC電路，采用DCM的控制方法；對(duì)于大功率PFC電路，則采用CCM的控制方法；對(duì)于中間功率，則希望電路根據(jù)輸入電壓和負(fù)載工作在CCM或DCM，這樣就可以提高電路的效率。

本文介紹了一種固定關(guān)斷時(shí)間，開通時(shí)間可以調(diào)整的功率因數(shù)校正電路，它的控制方法被稱為固定關(guān)斷時(shí)間控制(Fixed-off-time-control)。本文以L6562芯片為核心，增加少量的無(wú)源器件，實(shí)現(xiàn)了關(guān)斷時(shí)間固定的目的，并以這種固定關(guān)斷時(shí)間的控制方法制作了一臺(tái)350W的PFC電路原理樣機(jī)，進(jìn)行了理論分析，給出了實(shí)驗(yàn)波形。

1 工作原理

固定關(guān)斷時(shí)間控制的電路圖如圖1所示。如果一種控制芯片的工作頻率可以自動(dòng)調(diào)整，另外，它的某個(gè)管腳有一個(gè)高的鉗位電壓（V_clamp）和一個(gè)低的觸發(fā)電壓（V_trigger），再利用芯片的PWM信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)固定關(guān)斷時(shí)間控制。我們把具有這樣特性的管腳定義為管腳A，輸出PWM信號(hào)的管腳定義為管腳B。下面介紹這種固定關(guān)斷時(shí)間控制方法的工作原理。

(a) 電路

(b) 時(shí)序圖

圖1 固定關(guān)斷時(shí)間實(shí)現(xiàn)電路和相應(yīng)的時(shí)序圖

當(dāng)管腳B輸出高電平時(shí)，二級(jí)管D就正向?qū)?，通過R₁快速給電容C₂充電，因?yàn)楣苣_A有一個(gè)鉗位電壓，所以電容C₂就會(huì)被鉗在管腳A的鉗位電壓；當(dāng)管腳B輸出低電平時(shí)，二級(jí)管D就反向阻斷，此時(shí)電容C₂就通過R₂放電，一直到電容C₂上的電壓等于管腳A的觸發(fā)電壓時(shí)，管腳B就會(huì)由低電平變?yōu)楦唠娖?，電?i>C₂將重新被充電至

管腳A的鉗位電壓。根據(jù)上面的分析，開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間就由電容C₂和電阻R₂來確定，因此，只要電容C₂和電阻R₂的大小確定，那么電容C₂的放電時(shí)間也就確定，也就是開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間就確定了，這樣就可以控制關(guān)斷時(shí)間。

2 參數(shù)設(shè)計(jì)

這種新穎的功率因數(shù)校正電路如圖2所示。其主要參數(shù)如下：

輸入電壓 AC 90～265V；

頻率 47～63Hz；

輸出電壓 400V；

輸出最大功率 350W；

最大開關(guān)工作頻率 f_max=100kHz。

圖2 主電路圖

2.1 確定所需要的關(guān)斷時(shí)間t_off

t_off=（1）

2.2 確定R₂及C₂

選取一個(gè)大概幾百pF的電容C₂，然后就可以確定電阻R₂