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高效PFC转换电路设计

【摘要】:PFC的核心作用是限制电网输入电流谐波。IC1片内的基准电压为7.5V,由电阻R12决定输出电压的大小。R20、R21、R23、R24及C24是交流电压取压元件,它们对PFC电路的工作状态起着重要作用,要选用合适参数的元件。

PFC的核心作用是限制电网输入电流谐波功率因数低的危害性很大,必须要求功率变换的电子设备安装功率因数转换装置。

1.L6562/PFC转换电路

图1-17a是L6562/PFC转换电路。它是怎样工作的呢?从输出电压VDH电阻R17R18分压,取出一信号电压,信号电压进入IC1的8脚,它与IC1片内的基准电压进行比较,其差值又与桥式整流后的100Hz脉动电压一起进入IC1的3脚,输入给电压误差放大器,误差电压与差值信号一同进入乘法器相乘,乘法器输出一电流,又与进入IC1的4脚的开关管VT1源极控制电流进行比较、放大,均化后得到一控制电流信号,控制信号由IC1的7脚发出,经R1、VD3、VT2组成的快速开关电路,去触发驱动管VT1的栅极,输出电压经升压二极管整流,从而使输出电流波形与输入电压波形同相位。转换结果是电流谐波含量(THD)减少,功率因数(cosφ)提高。图中,R25R27R26、VS、C22及VT3组成输入过电压、欠电压保护电路。当VA点的电压低于25V时,稳压二极管VS正向导通;VT3导通,IC1的2脚误差信号输出因低压锁定而无信号输出,振荡停止,实施欠电压保护。当VA的电压大于75V时,VS、VT3导通,关闭片内的四-二与非门,7脚无触发信号输出,VT1停止工作,起到过电压保护的作用。VA点的高电压计算:978-7-111-49915-2-Chapter01-59.jpg978-7-111-49915-2-Chapter01-60.jpg。低电压计算:978-7-111-49915-2-Chapter01-61.jpg978-7-111-49915-2-Chapter01-62.jpg

2.FAN7527/PFC转换电路

图1-17b的电路结构与图1-17a基本一样,只是没有输入电压保护电路。控制IC1工作在临界导通模式。所谓临界导通模式是,升压变压器TR1电感电流,在一个开关周期之前降为零,使驱动管的开关损耗为零,效率高;交流电路电流是连续的,没有死区时间,将开关峰值电流钳制在平均输入电流的两倍水平,这就是临界导电模式。

图中VD3是升压二极管;TR1是升压变压器;R3R4R5R6C8是乘法器采样输入电路;R18是PFC零电流检测输入限流电阻,将电感转为电压来检测内部MOSFET的开关状态,当电流为零时打开MOSFET的驱动信号,因此,功率管工作在零电压导通状态;R6是VT1的限流电阻;R7、VD2起着快速开关作用;R9R10过电流反馈与限流电阻;C10为误差放器输入和输出补偿电容。

3.UC3854/PFC转换电路

如图1-17c所示,L10、VD8、VT8、IC1C12C14等元器件组成功率因数校正电路。L10是升压电感,它的材质是铁-镍56环形铁氧体。VD8是升压二极管,采用超快速恢复二极管。R11R12是输出电压分压取压电阻。IC1片内的基准电压为7.5V,由电阻R12决定输出电压的大小。

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R10是输出电流取样电阻,该输出电流用来检测输出负载的大小。C16C17R14用来进行电流放大器的输入端与输出端的相位补偿,以满足输出电流与相位的比例关系。R25是乘法器输出限流电阻,改变电阻R25可改变乘法器输出电流的大小。C23是电路软启动时间设定电容,它可改变振荡频率,振荡频率的计算:f=1.25/(R25C23)。C20C21是高低频滤波及旁路电容。R22C21VCC供电电源的放电电阻。R18R19是输入电压取压电阻,该电压进入IC1片内乘法器。R17R32是负载电流检测取样电阻,该信号用来平衡输出电流的大小、实施过电流保护。R20R21R23R24C24是交流电压取压元件,它们对PFC电路的工作状态起着重要作用,要选用合适参数的元件。

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图1-17 PFC转换电路