一种新颖的电流连续模式功率因数校正电路的研究_电源技术论文
关键词：固定关断时间；功率因数校正；电流连续模式
引言
目前以boost为主电路的pfc电路的控制方法有两种，即固定频率pwm（ccm）和临界导通pwm（dcm）。对于相同的输出功率等级来说，dcmpfc电路中的峰值电流要比ccmpfc电路中的峰值电流大。一般说来，对于小功率pfc电路，采用dcm的控制方法；对于大功率pfc电路，则采用ccm的控制方法；对于中间功率，则希望电路根据输入电压和负载工作在ccm或dcm，这样就可以提高电路的效率。
本文介绍了一种固定关断时间，开通时间可以调整的功率因数校正电路，它的控制方法被称为固定关断时间控制(fixed瞣ff瞭ime瞔ontrol)。本文以l6562芯片为核心，增加少量的无源器件，实现了关断时间固定的目的，并以这种固定关断时间的控制方法制作了一台350w的pfc电路原理样机，进行了理论分析，给出了实验波形。
1 工作原理
固定关断时间控制的电路图如图1所示。如果一种控制芯片的工作频率可以自动调整，另外，它的某个管脚有一个高的钳位电压（vclamp）和一个低的触发电压（vtrigger），再利用芯片的pwm信号就可以实现固定关断时间控制。我们把具有这样特性的管脚定义为管脚a，输出pwm信号的管脚定义为管脚b。下面介绍这种固定关断时间控制方法的工作原理。
当管脚b输出高电平时，二级管d就正向导通，通过r1快速给电容c2充电，因为管脚a有一个钳位电压，所以电容c2就会被钳在管脚a的钳位电压；当管脚b输出低电平时，二级管d就反向阻断，此时电容c2就通过r2放电，一直到电容c2上的电压等于管脚a的触发电压时，管脚b就会由低电平变为高电平，电容c2将重新被充电至管脚a的钳位电压。根据上面的分析，开关管的关断时间就由电容c2和电阻r2来确定，因此，只要电容c2和电阻r2的大小确定，那么电容c2的放电时间也就确定，也就是开关管的关断时间就确定了，这样就可以控制关断时间。
2 参数设计
这种新颖的功率因数校正电路如图2所示。其主要参数如下：
输入电压ac90～265v；
频率47～63hz；
输出电压400v；
输出最大功率350w；
最大开关工作频率fmax=100khz。
2.1 确定所需要的关断时间tof
2.2 确定r2及c2
选取一个大概几百pf的电容c2，然后就可以确定电阻r2
2.3 确定r1电阻r1必须满足式（3）。
式中：vb为门极驱动电压；
vbmax为最大的门极驱动电压；
vclamp为管脚a的钳位电压；
vf为二级管正向导通时的压降；
ia为芯片的钳位电流。
2.4 c1的选取
为了使芯片能够承受相应的过应力，电容c1必须满足式（4）。
根据上面的公式，可以确定所需的参数：
r1=2.2kΩ；c1=220pf；r2=3.9kΩ；c2=560pf
3 实验结果
本文以l6562为核心设计了一种固定关断时间的新颖pfc电路，它的主要特点就是固定了mosfet的关断时间。在这种控制方法下，当输入电压过零点附近时电路以dcm模式工作，在输入电压峰值附近时电路以ccm模式工作。实验证明实现了固定关断时间控制。图3和图4分别给出了在电压过零和峰值附近时的pwm驱动信号波形；图5和图6分别给出了输出满载时，在输入电压为115v和230v时的电感电流波形；图7和图8分别给出了输出满载时，在输入电压为115v和230v时的输入电流波形。实验结果表明，在整个输入电压范围之内，实现了固定关断时间控制。
4 结语
以l6562为核心设计的固定关断时间的pfc电路，经过相应的参数设计，实现了关断时间的固定控制。对于中间功率pfc电路，采用这种固定关断时间控制方法，可以降低电路的损耗，提高电路的效率；另外这种控制方式简单，成本低。因此，这种新颖的控制方法实现了低成本，高效率。