新穎的電流臨界導通的功率因數(shù)校正芯片的研究

2.2 動態(tài)性能調(diào)節(jié)和欠壓保護

對于功率因數(shù)校正電路來說，動態(tài)性能的好壞和啟動電流的大小直接影響電路的壽命。因此，在設計功率因數(shù)校正電路時，必須考慮這兩個問題。圖4給出了解決動態(tài)響應和啟動電流的原理圖。

圖4 動態(tài)調(diào)節(jié)和欠壓保護原理圖

當功率因數(shù)校正電路的輸出功率突然變化時，它的輸出電壓就會引起很大的變化。例如，當負載突然變輕時，它的輸出電壓會陡然增加很多；當負載突然加重時，它的輸出電壓會突然降低很多。如果電路以這樣的方式工作，它的動態(tài)性能就比較差，會增加后級電路的負擔，影響電路的壽命。而在芯片UCC38051內(nèi)部有一個跨導型電壓誤差放大器，當功率因數(shù)校正電路負載突然變化時，電路的反饋電壓信號通過腳1（VO_SNS）送給跨導型電壓誤差放大器，使跨導型電壓誤差放大器工作，使電路的增益非線性變化，導致電路增益突然變化很多，這樣就可以迫使電路的輸出電壓的變化不能很大。因此，有了這個跨導型電壓誤差放大器，就使電路的輸出電壓不會變化很大，這樣就可以改善電路的動態(tài)性能。同時，有了這個跨導型誤差放大器，就改善了高輸入電壓時的功率因數(shù)和減小了輸入電流總的諧波含量。

欠壓保護對于功率因數(shù)校正電路來說也十分重要。UCC38051芯片通過一個滯環(huán)比較器實現(xiàn)欠壓保護功能。它是通過腳1的反饋電壓信號給欠壓保護的滯環(huán)比較器一個電壓信號，當輸出電壓比較低時，電路中的反饋電壓也比較低，當反饋電壓低于滯環(huán)的轉換電壓時，這個滯環(huán)比較器會封鎖驅動信號，從而就實現(xiàn)了欠壓保護功能。

3 實驗結果

上述功率因數(shù)校正電路的主電路如圖5所示，其主要參數(shù)如下：

圖5 主電路圖

輸入電壓 AC 90～265V；

輸入電壓頻率 47～63Hz；

輸出電壓 400V；

最大輸出功率 100W；

最大開關頻率 fmax=100kHz。

實驗結果證明了，這種新穎的電流臨界導通的功率因數(shù)校正控制芯片，很好地解決了電路啟動時輸出電壓過沖的問題；動態(tài)性能也得到了改善；同時，改善了高輸入電壓時的功率因數(shù)和降低了輸入電流總的諧波含量。圖6和圖7分別給出了輸入電壓115V，輸出功率滿載時的輸入電流波形和輸入電流諧波含量圖。圖8和圖9分別給出了輸入電壓230V，輸出功率滿載時的輸入電流波形和輸入電流諧波含量圖。圖10給出了啟動時輸出電壓的波形。圖11和圖12分別給出了輸出功率從滿載到空載和從空載到滿載時的輸出電壓波形。

圖6 輸入電流波形（Vin=115V，Po=100W）

圖7 輸入電流諧波含量（Vin=115V，Po=100W）

圖8 輸入電流波形（Vin=230V，Po=100W）