功率因數(shù)校正標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化解決方案

　　PFC控制器設(shè)計(jì)

　　TI對(duì)此有一個(gè)有趣的解決方案，具體體現(xiàn)在其UCC28070兩相交錯(cuò)連續(xù)電流模式PFC控制器(圖3)中。UCC28070主要針對(duì)300W到數(shù)千瓦的電源，例如電信整流器或服務(wù)器前端中可能使用的電源。

　　圖3：TI的UCC28070功率因素校正芯片集成了兩個(gè)工作在180°反相的脈寬調(diào)制器。這種交錯(cuò)式PWM操作減少了輸入和輸出紋波電流，并使傳導(dǎo)EMI濾波更簡(jiǎn)單成本更低。

　　TI芯片設(shè)計(jì)背后的理念是對(duì)于較高功率水平，可以并聯(lián)兩個(gè)PFC相來提供更大的功率。這樣做還能獲得熱管理方面的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵醋詢杉?jí)電路的熱損耗可以通過更大的電路板面積散發(fā)出去。簡(jiǎn)單并行操作的缺點(diǎn)是較高的輸入和輸出紋波電流。

　　TI指出，更好的替代方案是兩相交錯(cuò)，以便它們的電流處于180°反相狀態(tài)。這樣就不會(huì)形成紋波電流。事實(shí)上，超過兩相(圖4)的設(shè)計(jì)已經(jīng)很常見。在這些情況下，相位角是均勻分布的。在多相PFC中，由于較低的輸出紋波電流，無源元件的數(shù)量或物理尺寸可以比單相PFC中小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本、空間和EMI濾波器復(fù)雜性的良好折衷。

　　應(yīng)用通常推動(dòng)著PFC控制器的設(shè)計(jì)。例如安森美半導(dǎo)體的NCL30001 LED照明控制器，該器件主要用于40W和150W之間的12V及12V以上LED照明應(yīng)用，它整合了CCM PFC和一個(gè)回掃降壓型轉(zhuǎn)換器(圖5)。

　　雖然典型的LED照明電源可能是由一個(gè)給400V總線供電的PFC升壓級(jí)及隨后的隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器組成，但NCL30001數(shù)據(jù)手冊(cè)描述了一個(gè)更簡(jiǎn)單的方法，這個(gè)方法將前端轉(zhuǎn)換器(安森美稱之為PFC預(yù)穩(wěn)壓器)和DC-DC轉(zhuǎn)換器壓縮為一個(gè)只有少量元件的單級(jí)電源處理電路。該器件只需要一個(gè)MOSFET、一個(gè)電磁元件、一個(gè)低壓輸出整流器和一個(gè)低壓輸出電容。

　　安森美半導(dǎo)體公司的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供了圖5所示部分電路的啟發(fā)性解釋。參考電壓發(fā)生器的輸出是輸入正弦波的經(jīng)整流版本，正比于反饋(FB)，且反比于前饋(VFF)值。交流誤差放大器迫使電流感測(cè)放大器的平均輸出電流匹配參考電壓發(fā)生器的輸出。這個(gè)輸出(VERROR)通過參考電壓緩沖器驅(qū)動(dòng)PWM比較器，而PWM比較器則累加VERROR值和瞬時(shí)電流值，并將結(jié)果與4.0V閾值進(jìn)行比較。通過合適的補(bǔ)償后，這個(gè)設(shè)計(jì)就可以提供占空比控制。