PFC功率因數校正電路的典型方案講解

PFC在電路中的作用非常重要，其能夠最大程度上的反映出系統中電力的有效使用率。因此作為電源新手來(lái)說(shuō)，對PFC進(jìn)行進(jìn)一步的了解是非常有必要的。本文不會(huì )重點(diǎn)對PFC的概念進(jìn)行介紹，而是轉向為大家介紹PFC的典型應用。

在PFC于調節器當中，擁有兩級功率系統。第一級為一個(gè)升壓轉換器，該轉換器通過(guò)平均電流模式控制得到輸入電流波形，以實(shí)現單位功率因數。要使升壓轉換器能正常運行，這就需要一個(gè)高于輸入電壓的輸出電壓，并且第二級需要對該電壓進(jìn)行降壓，使其成為可用輸出電。

圖1所示原理圖表明，PFC預調節器設計用于在脫離通用線(xiàn)電壓(如85Vrms至265Vrms之間)的情況下運行，并將DC輸出調節為385v和250w。第二個(gè)功率級一般位于這個(gè)預調節器的下游，該預調節器是專(zhuān)門(mén)設計用于在輸入電壓為其輸出電壓的75%時(shí)正常工作，這樣便可以應對“欠壓”的情況。

所帶來(lái)的挑戰

在一些應用中，設計工作需要一個(gè)快速啟動(dòng)，而并不會(huì )選擇緩慢的升壓。加速軟啟動(dòng)最大的問(wèn)題是由升壓引起的過(guò)沖現象：圖1所示的升壓電容(C12)電氣應力。

需要設計一個(gè)如圖1所示的電路來(lái)實(shí)現在300ms時(shí)間以?xún)鹊能泦?dòng)。設計方面的要求是在300ms時(shí)間內升壓不超過(guò)其目標輸出電壓的75%。圖2的波形反應了該設計的軟啟動(dòng)特性。CH1是指輸出電壓(Vout)，CH2是指電壓放大器輸出電壓(VAOUT)，CH3是指軟啟動(dòng)(SS)電壓，而CH4則是指來(lái)自UCC3817的DRVOUT引腳的柵極驅動(dòng)信號。UCC3817控制升壓開(kāi)關(guān)Q1。

該電源的設計，是為了使輸出電壓(Vout)跟蹤UCC3817PFC控制器引腳13處的軟啟動(dòng)(SS)電壓。但是，由于轉換器的電壓環(huán)路響應較慢，輸出電壓并沒(méi)有跟蹤SS，而是在上電過(guò)程中出現過(guò)沖，并達到將近13%的過(guò)沖量，大約435V的峰值?？刂艻C的軟啟動(dòng)功能運行正常。輸出電壓和VAOUT會(huì )跟蹤軟啟動(dòng)，一直到輸出電壓達到385V。一旦VOUT超過(guò)385V，由于需要一個(gè)最小的占空比，電壓放大器輸出會(huì )降低，但是電壓環(huán)路響應太慢而無(wú)法避免出現過(guò)沖現象。

通過(guò)以上的介紹，相信大家對于PFC典型應用電路已經(jīng)有了一定的理解。在進(jìn)行電路設計時(shí)，首先對其中的一些基礎知識進(jìn)行了解是非常有必要的，這樣才能更加快速準確高效的完成電路設計。