實(shí)現一種有源功率因數校正器的設計
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有源功率因數校正器原理及工作特性
圖1給出有源功率因數校正電路原理。主電路由單相橋式整流器和DC—DC變換器組成，包括電壓誤差放大器VA，基準電壓Vr，電流誤差放大器CA，乘法器M及驅動(dòng)器等，負載可以是開(kāi)關(guān)電源。
主電路的輸出電壓Vo與基準電壓比較后，輸入給VA，整流電壓Vdc的檢測值和VA的輸出電壓Vo信號共同加到乘法器M的輸入端。
M的輸出作為電流反饋控制的基準信號，與開(kāi)關(guān)電流iS檢測值比較后，經(jīng)過(guò)CA加到邏輯及驅動(dòng)器上，用以控制開(kāi)關(guān)VTr的通斷，使輸入電流ii與Vdc的波形基本一致，從而大大減少了電流諧波，提高了輸入功率因數，保持Vo的恒定。
有源功率因數校正器應用
為便于實(shí)現有源功率因數校正器，將其控制電路集成化，即在輸入電路和DC/DC變換器之間插入一個(gè)變換器，通過(guò)特定控制電路使電流跟隨電壓，并反饋Vo使之穩定，從而使DC/DC變換器實(shí)現預穩。
TDAl6888是一種高性能功率因數校正器集成控制器，已廣泛應用于許多功率因數校正器中。圖2示出具有連續電感電流流過(guò)負載的功率因數校正原理圖。由橋式整流器VDl～VD4、鋁電解電容C3A、C3B、C3C、TDAl6888內的PFC控制器、升壓電感L2、升壓二極管VD5、功率開(kāi)關(guān) VQl(MOSFET)和電流傳感電阻R6等組成。
當輸入交流電壓之后，通過(guò)高阻R2A、R2B的電流對TDAl6888管腳9上的電解電容C11A充電，只要CllA被充電到管腳9(VCC=11 V)的門(mén)限電壓的以上，TDAl6888中的PFC控制器被觸發(fā)啟動(dòng)。C1 lA容量應足夠大(至少不低于22μF)，管腳9的電壓VCC在下跌到ll V的關(guān)斷門(mén)限電壓之前，TDAl6888被激活，為VQl柵極發(fā)送驅動(dòng)脈沖。TDAl6888電源電壓由L2的輔助繞組AUXl、C18和VDll、 R28、V02及CIlA組成。在VQl漏極通過(guò)VD6和C4和VQl柵極驅動(dòng)電路相連，當直流母線(xiàn)電壓出現一個(gè)過(guò)沖電壓時(shí)，通過(guò)VD6在100 us之內被檢測，并使因過(guò)沖電壓而停止工作的升壓開(kāi)關(guān)VOI開(kāi)始運行。在TDAl6888待機工作時(shí)，直流母線(xiàn)電壓仍保持在正常的電平上。如果DC直流母線(xiàn)電壓低于正常值，則TDAl6888依靠VD6和R2啟動(dòng)。當TDAl6888的第一個(gè)過(guò)門(mén)限電壓產(chǎn)生時(shí)，即直流母線(xiàn)電壓比設定值380V高出10％時(shí)，為第一個(gè)過(guò)門(mén)限電壓，通過(guò)TDAl6888內的OTA2和乘法器關(guān)斷VQl，以阻止DC母總線(xiàn)電壓的升高。當TDAl6888的第二個(gè)過(guò)門(mén)限電壓產(chǎn)生時(shí)，直流母線(xiàn)電壓比設定值380V高出20％時(shí)，為第二個(gè)過(guò)門(mén)限電壓，則TDAl6888迅速關(guān)閉PFC輸出，并與輸入端的壓敏電阻R30相結合，執行過(guò)電壓保護功能。
系統工作頻率由連接到TDAl6888的16引腳(ROSC)上的電阻R24決定。當R24=1lOkΩ時(shí)，fPFC=50kHz；當R24=5l kΩ時(shí)，fPFC=100 kHz。本試驗選取R24=110 kΩ。
由TDAl6888內的PFC控制器組成的有源PFC升壓變換器，具有下述功能：一是在交流輸入端產(chǎn)生與交流輸入電壓同相位的正弦電流波形(如圖3)，具有低諧波畸變和幾乎接近于l的高功率因數；二是輸出不隨交流輸入電壓波動(dòng)變化的高穩定的直流電壓。
對開(kāi)關(guān)電源來(lái)講，功率因數校正技術(shù)是一門(mén)新興技術(shù)，它對提高開(kāi)關(guān)電源效率發(fā)揮了重要的作用。從控制技術(shù)上來(lái)講，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、PFC技術(shù)是提高電源品質(zhì)的關(guān)鍵，有關(guān)研究正處于迅涑發(fā)展中。
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