O 引言
提高開(kāi)關(guān)電源" title="開(kāi)關(guān)電源">開(kāi)關(guān)電源" target="_blank">開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能,，還可以減少電網(wǎng)的諧波污染,，提高了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。為此,，研究出多種提高功率因數(shù)的方法,，其中，有源功率因數(shù)" title="有源功率因數(shù)">有源功率因數(shù)校正技術(shù)(簡(jiǎn)稱APFC)就是其中的一種有效方法,，它是通過(guò)在電網(wǎng)和電源之間串聯(lián)加入功率因數(shù)校正裝置,，目前最常用的為單相升壓前置升壓變換器原理，它由專用芯片實(shí)現(xiàn)的,，且具有高效率,、電路簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),，本文介紹的低成本電壓型臨界工作模式APFC控制芯片F(xiàn)AN7530即可實(shí)現(xiàn)該功能,。
1 FAN7530的電路特點(diǎn)
1．1 內(nèi)部電路
如圖l所示，F(xiàn)AN7530N DIP8封裝,，也有SMD封裝(FAN7530M),，內(nèi)部含有自啟動(dòng)定時(shí)器、正交倍增器,、零電流檢測(cè)器,、圖騰柱驅(qū)動(dòng)輸出、過(guò)壓力過(guò)流欠壓保護(hù)等電路,。
1．2 FAN7530 PFC控制芯片的性能特點(diǎn)
該芯片的最大特點(diǎn)是采用電壓控制臨界工作模式，其它性能特點(diǎn)如下：
160μs的內(nèi)置啟動(dòng)定時(shí)電路,；
低的THD及高的功率因數(shù),；
過(guò)壓、欠壓,、過(guò)流保護(hù),；
零電流檢測(cè)器；
CRM控制模式,；
工作溫度低一40℃～+125℃,；
低啟動(dòng)電流(40μA)及低工作電流(1．5mA)。
FAN7530是一個(gè)引腳簡(jiǎn)單,、高性能的有源功率因數(shù)校正芯片,。它是被優(yōu)化的、穩(wěn)定的,、低功耗,、高密度的電源芯片,，且外圍元器件少，節(jié)省了PCB布線空間,。內(nèi)置R／C濾波器,，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)抑制輕載漂移現(xiàn)象增加了特殊電路,。對(duì)輔助電源范圍不要求,，輸出圖騰驅(qū)動(dòng)電路限制了功率MOSFET短路的危險(xiǎn)，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性,。
2 有源功率因數(shù)校正原理設(shè)計(jì)
2．1 功率因數(shù)校正原理
如圖2所示,，控制芯片采用FAN7530，功率MOSFET S1的通,、斷受控于FAN7530的零點(diǎn)流檢測(cè)器,，當(dāng)零電流檢測(cè)器中的電流降為零時(shí)，即升壓二極管D1中的電流為零時(shí),，S1導(dǎo)通,，此時(shí)的電感L開(kāi)始儲(chǔ)能，電流控制波形如圖3所示,，這種零電流控制模式有以下優(yōu)點(diǎn)：
由于儲(chǔ)能電感中的電流為零時(shí),，S1才能導(dǎo)通，這樣就大大減少了MOSFET的開(kāi)關(guān)應(yīng)力和損耗,，同時(shí)對(duì)升壓二極管的恢復(fù)時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格的要求,，另一方面免除了由于二極管恢復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的開(kāi)關(guān)損耗，增加了開(kāi)關(guān)管的可靠性,。
由于開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)間無(wú)死區(qū),，所以輸入電流是連續(xù)的，并呈正弦波,，這樣大大提高了系統(tǒng)的功率因數(shù),。
2．2 應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例
技術(shù)要求：
輸入電網(wǎng)電壓范圍 AC 90～265V；
輸出直流電壓DC 400V,；
輸出功率 150W,。
2．2．1 PFC電感的設(shè)計(jì)
電感的電氣原理圖如圖4所示。
2．2．2 升壓MOSFET的選擇
2．2．3 升壓二極管的選擇
2．2．4 整流橋的選擇
如圖5所示FAN7530N在APFC前置變換器中的應(yīng)用電路,。
3 使用FAN7530的問(wèn)題及解決方法
PFC中的自舉二極管速度越快越好,；
注意MOSFET的源極與地線的連接，減少諧振的發(fā)生,；
PFC升壓后高壓電容的容量要夠,，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)值；
整流橋后的金屬化薄膜電容調(diào)整可以改變諧振,；
FAN7530的腳1和腳3之間加R/C,，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)可以減少輕載不穩(wěn)定,；
FAN7530的腳1和腳2之間的電容值影響啟動(dòng)時(shí)間；
該芯片在使用中發(fā)現(xiàn),，有很多優(yōu)點(diǎn),，也有缺點(diǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
該設(shè)計(jì)經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn),，PFC升壓電感參數(shù)調(diào)整,，及其它外圍參數(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定，功率MOSFET等器件的計(jì)算,，已成功設(shè)計(jì)出150W升壓前置變換器,，并應(yīng)用于適配器中。實(shí)踐證明該方案是可行的,，有一定的應(yīng)用價(jià)值,。