臨界導電模式有源功率因數校正器的設計

在圖1中，5腳是零電流檢測輸入端，接在變壓器二次側，因而檢測到的是電感電流，即外電源流入負載的電流。當電感電流為零時，ZCD的輸出翻轉，將內部的RS觸發器置“1”，7腳輸出高電平，使Q1導通。外電源通過橋式整流，使變壓器一次側和Q1導通，電流流過變壓器一次側，將電能儲存于電感中。當電感電流增大到一定值時，Q1又關斷，這也是通過RS觸發器進行控制的。1腳接PFC輸出電壓的分壓，該電壓經EMP放大后，與由3腳輸入的電壓分壓值在MULT中相乘，MULT的輸出與由4腳輸入的Q1的電流比較。
當輸入Q1的電流值大于MULT輸出的電流值時，OIC輸出電平翻轉，將RS觸發器置“0”，該電平由7腳輸出，關斷Q1。因此，MULT的輸出電流即通過Q1的電流的門限值，該門限值隨輸入電壓的變化而近似呈正弦規律變化。當Q1關斷后，變壓器一次側的電流逐漸減小，當此電流接近零時，又導致ZCD的輸出翻轉，將RS觸發器置“1”，Q1導通，重復以上過程。
當負載突然關斷、啟動或輸出端出現浪涌時，會出現輸出電壓過高的情況，這時OVC會發揮保護作用。此時，過壓保護器的輸出電平發生翻轉，將RS觸發器置“0”，關斷Q1。器件內設定的比較器門限電壓為1．08 V。欠壓鎖定的作用在于監控電源正極電壓。當8腳的電壓Vcc低于下限值時，UVLO輸出低電平，7腳也輸出低電平，關斷Q1。定時器的作用是在電感電流下降到零時啟動Q1。

2 系統主要技術指標的設計
根據需要，設計了一個150 W PFC系統，其信號流程及信號波形如圖3所示。其主要參數為：交流輸入電壓范圍為175～265V；最大輸出功率為150 W，若Boost電路的提升電壓為400 V，則額定直流電流為375 mA；若轉換效率為η=90％，則額定輸入功率Pin=P0／η=167 W；最小開關頻率選為fmin=25 kHz；輸入偏移因子IDF=0．98；最大紋波峰一峰值為8 V。

3 電路主要參數的計算
3．1 電感L的計算
最低工作頻率條件下所需的電感值可通過式(1)求得：

式中：Vin為穩壓輸人峰值電壓最大值；Pin為輸入功率最大值；fmin為開關頻率最小值。將主要參數代入式(1)得：
L=544μH
在該設計中取L=550μH。
3．2 輸入濾波電容的設計
輸入濾波電容的主要作用是濾除輸入端的高頻噪音，其容量很小。但如果其取值太小，很難較好地濾除輸入的高頻噪音，另一方面其取值又不能太大，否則會引起較大的輸入電壓偏移。
3．2．1 輸入濾波電容的下限值
輸入濾波電容的下限值由輸入濾波電容的最大紋波電壓決定，可用式(2)計算：