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UCC28600电路PFC设计计算优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：UCC28600引脚分布及电源原理如图7-1所示。

UCC28600引脚分布及电源原理如图7-1所示。

1.升压变压器TR₁的设计计算

设输出功率P_o=150W，一次纹波电流I_R与峰值电流I_P的比值K_RP=0.44，变压器的二次电压V_S=15V，损耗分配系数Z=0.8（一次侧与二次侧损耗比值），工作频率f=100kHz。

（1）计算调制占空比

式中，V_OR在输入电压范围AC 85～265V时，一次感应电压为135V，V_im为90V，V_DS（on）为开关管导通电压，为10V。

所以

（2）计算输入最低直流电压V_Bmin

此电压是输入最低交流电压上漂15%，则

（3）计算输入有效直流电流

（4）计算输入峰值电流

（5）计算变压器一次电感

（6）计算变压器一次绕组匝数

根据PFC升压变压器一般磁心选用EE-25，A_e=42mm²，磁感应强度ΔB在90℃温度下为ΔB=360mT×60%≈0.22T。所以

（7）计算变压器二次绕组匝数

（8）计算变压器一次导线截面积和它的直径

式中，K为变压器电流耦合系数，K=1.2；J_T是漆包线电流密度，取5A/mm²。

2.L6562有源PFC控制电路的设计计算

L6562执行PFC的升压功能，它具有高线性，在乘法器中嵌入了THD（总谐波畸变率）最优化电路，从而能在宽范围交流输入电压、大负载条件下实现低的THD和低的高次谐波成分，使高频滤波器电容充分放电，减少交越失真。

L6562引脚功能如下：

1脚：误差放大器反向输入端。

2脚：误差放大器输出端，与1脚完成电压控制环的稳定性，保证功率因数与低THD。

3脚：乘法器输入端，提供基准的正弦电压给电流环。

4脚：电压检测端，开关管的工作电流通过电阻所产生的电压与基准电压比较，它决定开关管的开通。

5脚：电感去磁侦测输入端，它用负信号触发MOS管的导通。

6脚：接地端。

7脚：栅极驱动输出端。

8脚：IC电路供电端，电压控制在22V以下。

（1）乘法器取压电阻R₂₇、R₂₅的计算

PFC的转换是利用芯片内部的一个小于55μA的电流转换电路进行电压采样比较、逻辑控制，它的最低输入电压为120.2V，有

设L6562的3脚取样电压V_B=2V，则

将R₂₇=2.2MΩ代入，得R₂₅=11.8kΩ，取12kΩ。

（2）电流反馈电阻R₂的计算

L6562的门限电压V_MO=K·VCN

式中，K为PFC转换系数，K=0.85；V_CN为乘法器的输入电压，。

（3）计算高频旁路电容C₂₃的容量

脉动电压经C₂₃使交流分量减小，设C₂₃高频充电时间T=600ns，要求

式中，K为RC充电系数，K=3.18。

则

（4）偏置电阻R₁₇、R₁₈的计算

设R₁₈=470kΩ，PFC输出电压由该电阻决定。

式中，V_S2为稳压电压13V；V_DH为PFC输出电压，V_DH=400V。

所以R₁₇=16.34kΩ，取16kΩ。

（5）限流电阻R₂₃的计算

IC₁的工作电流为2mA，TR₁的二次绕组电压为15V，所以

（6）网络电路C₁₉、R₂₀的计算

R₂₀是该电路频率补偿与波形修整，防止信号丢失的重要网络电路。C₁₉、R₂₀的关系是

式中，K_t为电容充放电系数，它与电容的型号、大小和电容的材料有关，现取0.01；K的波形整形系数为10%；f_rip为纹波频率，设f_rip=100kHz；R₂₀的取值满足频率瞬态响应，要求R₁₉≥4R₂₀，若R₁₉取47kΩ，则

，取1.4nF

（7）供电电路R₂₁、C₁₇的计算

当PFC不工作时，最低输入电压V_i（min）=120.2V，则有

令V_CC=13V，R₁₈=470kΩ，R₁₉=47kΩ，则

所以R₂₁=9.996kΩ≈10kΩ

式中，I_op为IC₁的工作电流，它为IC₂工作电流的4倍，取8mA；Δt为自举电压达到IC₁的启动门限电压的时间，设为8ms；V_H（min）为IC₁最低滞后电压，取1.5V。

（8）滤波电容C₇的计算

C₇是PFC转换输入滤波电容，它将高次谐波滤除。

式中，R_FF为电路的输入阻抗，；ϕ为输入纹波电流的百分比，取5%；f为100kHz。

（9）输出滤波电容C₈的计算

式中，f为一次整流后的工作频率，f=50Hz；t_c为半周期电容充电时间，设3ms。