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),。對于相同的輸出功率等級來說,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,,對于小功率PFC電路,采用DCM的控制方法,;對于大功率PFC電路,則采用CCM的控制方法;對于中間功率,,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)斷時間,,開通時間可以調(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)斷時間控制(Fixedofftimecontrol)。本文以L6562芯片為核心,,增加少量的無源器件,,實(shí)現(xiàn)了關(guān)斷時間固定的目的,并以這種固定關(guān)斷時間的控制方法制作了一臺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調(diào)整,,另外,它的某個管腳有一個高的鉗位電壓(Vclamp)和一個低的觸發(fā)電壓(Vtrigger),,再利用芯片的PWM信號就可以實(shí)現(xiàn)固定關(guān)斷時間控制,。我們把具有這樣特性的管腳定義為管腳A,輸出PWM信號的管腳定義為管腳B,。下面介紹這種固定關(guān)斷時間控制方法的工作原理,。
當(dāng)管腳B輸出高電平時,二級管D就正向?qū)?,通過R1快速給電容C2充電,,因?yàn)楣苣_A有一個鉗位電壓,所以電容C2就會被鉗在管腳A的鉗位電壓,;當(dāng)管腳B輸出低電平時,,二級管D就反向阻斷,此時電容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,,管腳B就會由低電平變?yōu)楦唠娖剑娙軨2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的放電時間也就確定,也就是開關(guān)管的關(guān)斷時間就確定了,,這樣就可以控制關(guān)斷時間,。
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AC90~265V;
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fmax=100kHz,。
2.1 確定所需要的關(guān)斷時間tof
2.2 確定R2及C2
選取一個大概幾百pF的電容C2,,然后就可以確定電阻R2
2.3 確定R1電阻R1必須滿足式(3)。
式中:VB為門極驅(qū)動電壓,;
VBmax為最大的門極驅(qū)動電壓,;
Vclamp為管腳A的鉗位電壓;
VF為二級管正向?qū)〞r的壓降,;
IA為芯片的鉗位電流,。
2.4 C1的選取
為了使芯片能夠承受相應(yīng)的過應(yīng)力,電容C1必須滿足式(4),。
根據(jù)上面的公式,,可以確定所需的參數(shù):
R1=2.2kΩ;C1=220pF,;R2=3.9kΩ,;C2=560pF
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本文以L6562為核心設(shè)計(jì)了一種固定關(guān)斷時間的新穎PFC電路,它的主要特點(diǎn)就是固定了MOSFET的關(guān)斷時間,。在這種控制方法下,,當(dāng)輸入電壓過零點(diǎn)附近時電路以DCM模式工作,在輸入電壓峰值附近時電路以CCM模式工作,。實(shí)驗(yàn)證明實(shí)現(xiàn)了固定關(guān)斷時間控制,。圖3和圖4分別給出了在電壓過零和峰值附近時的PWM驅(qū)動信號波形;圖5和圖6分別給出了輸出滿載時,,在輸入電壓為115V和230V時的電感電流波形,;圖7和圖8分別給出了輸出滿載時,在輸入電壓為115V和230V時的輸入電流波形,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,在整個輸入電壓范圍之內(nèi),實(shí)現(xiàn)了固定關(guān)斷時間控制,。
4 結(jié)語
以L6562為核心設(shè)計(jì)的固定關(guān)斷時間的PFC電路,,經(jīng)過相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了關(guān)斷時間的固定控制,。對于中間功率PFC電路,,采用這種固定關(guān)斷時間控制方法,可以降低電路的損耗,,提高電路的效率,;另外這種控制方式簡單,,成本低。因此,,這種新穎的控制方法實(shí)現(xiàn)了低成本,,高效率,。