L6562功率因數校正器及應用

1．引言
從220V交流電網經整流供給直流是電力電子技術及電子儀器中應用極為廣泛的一種基本變流方案，但因為整流器是一種非線性元件和儲能元件的組合，使得輸入電流波形發生嚴重畸變，呈脈沖狀。脈沖狀的輸入電流含有大量諧波電流，一方面對電網造成嚴重污染，另一方面使輸入電路功率因數下降。為了提高電網的供電質量和可靠性，同時也為了提高功率因數、實現節能，需采取有效的技術措施減少輸入端諧波分量。
提高功率因數的方法主要有兩種：一種是無源功率因數校正法，在整流器和電容之間串聯一個濾波電感，或在交流側接入諧振濾波器，來擴大輸入電流的導通角；另一種是有源功率因數校正（APFC）法，在整流器和負載之間接一個DC-DC變換器，應用電流反饋技術，使輸入端電流波形跟蹤交流輸入正弦波形，從而把功率因數提高到0.99或更高。有源功率因數校正控制芯片種類繁多，本文介紹峰值電流控制模式的功率因數校正控制芯片L6562，同時分析它在功率因數校正電路中的功能，建立了實際電路并測試其典型波形，驗證了該芯片的可靠性。

2．L6562的特點和引腳
2.1特點
L6562的主要特點為：內部的乘法器帶有THD最優化專門電路，能有效控制AC輸入電流的交越失真和誤差放大器輸出紋波失真，從而提高功率因數和降低THD。
L6562的其它特點如下：
⑴　具有10.3V～22V的寬電源電壓范圍；
⑵　具有低于70MA的啟動電流和低于4mA的工作電流，并且含有截止功能，因而特別適用于遙控開／關控制，并且能滿足“藍天使”、“能源之星”和“Energy2000”等標準；
⑶　借助于電壓誤差放大器和1％的內部精密電壓參考，可控制PFC的DC輸出電壓并使其高度穩定；
⑷　具有過電壓保護功能，能安全處理啟動和負載斷開時產生的過電壓；
⑸　在電流感測腳內嵌RC低通濾波電路，可減少外部元件數量和PCB面積；
⑹　帶有源電流／灌電流為600mA／800mA的推挽式輸出級，并帶有欠壓鎖定(UVID)下拉和15V的電壓鉗位，可驅動功率MOSFET或IGBT，從而可使變換器輸出功率高達300W。
2.2L6562的引腳說明
L6562采用8引腳DIP和SO封裝，其引腳排列如圖1所示。L6562的引腳功能介紹如下：

當負載突然變小而導致輸出電壓變化DV0>0時，1腳的電壓通過誤差放大器的反饋仍然保持在2.5V左右，1腳和2腳之間的RC網絡使電路達到非常高的PF，結果流過電阻R2的電流仍為，但是流過R1的電流變為：,則,這個微小電流通過芯片外圍的補償網絡，流入到芯片的2腳，

并且被內部電流監測。當達到37MA時，芯片內部的乘法器輸出電壓將變小，這樣也將導致電路輸出電壓變小。當超過40MA時，OVP被觸發，門極電壓驅動強制被拉低關斷外部晶體管，芯片處于靜止狀態。這種狀況一直保持到直到電流降為10MA左右，這時，芯片內部啟動電路重新啟動，允許開關重新打開，DV0=R1*40*10-6.

3.2.2L6562的THD最優化電路
L6562在其內部乘法器單元中嵌入了THD最優化專門電路，該電路能處理AC輸入電壓過零附近積聚的能量，從而使橋式整理器之后的高頻濾波器電容得以充分放電，以減少交越失真，降低THD。
結合高線性乘法器中的THD最優化電路，L6562允許在誤差放大器反相輸入端INV和輸出端COMP之間連接RC串聯補償網絡，以減少誤差放大器輸出紋波和乘法器輸出的高次諧波。

4、L6562的電路實驗
采用L6562作為反激式電路的控制芯片，它的典型應用電路見圖3。圖4、圖5和圖6分別為空載、有負載和過流時驅動管MOSFET漏源間的電壓波形。

表2為不同負載、不同輸入電壓下得到的電路功率因數的大小。從表中可以看到，負載為滿載的50%，輸入電壓為180V時，電路的功率因數最大，達到98.1%
表2功率因數

5、結論
本文介紹了功率因數控制芯片L6562的特點、引腳，工作原理以及內部電路，并設計了反激式功率因數校正電路，測試了其工作波形和不同輸入電壓、負載條件下的功率因數。各項性能指標均比較理想。