電路與BOOST電路設(shè)計(jì)實(shí)例PPT課件

1、1功率因素校正-諧波的危害第1頁(yè)/共114頁(yè)2功率因素校正-諧波的危害 傳統(tǒng)的AC-DC變換器和開(kāi)關(guān)電源，其輸入電路普遍采用了全橋二極管整流，輸出端直接接到大電容濾波器。 雖然不可控整流器電路簡(jiǎn)單可靠，但它們產(chǎn)生高峰值電流，使輸入端電流波形發(fā)生畸變，使交流電網(wǎng)一側(cè)的功率因素下降到0.50.65，無(wú)功損耗過(guò)大。 因此我們必須引入功率因素較正 第2頁(yè)/共114頁(yè)3功率因數(shù)和功率因數(shù)校正 coscoscos11rms1rmsrmsrmsrmsrmsIIIVIVPPPF視在有功 功率因數(shù)的定義功率因數(shù)校正的任務(wù)正弦化，使電流失真因數(shù)同相位，使相移因數(shù) 11cos 第3頁(yè)/共114頁(yè)4功率因素校正（PF

2、C）功率因素校正PFC是十幾年電源技術(shù)進(jìn)步的重大領(lǐng)域，它的基本原理是： 是電源輸入電流實(shí)現(xiàn)正弦波，正弦化就是要使其諧波為零，電流失真因數(shù) 保證電流相位與輸入電壓保持同相位，兩波形同相位，相移因數(shù) 最終實(shí)現(xiàn)功率因素PF=1的設(shè)計(jì)工作目標(biāo)cos11第4頁(yè)/共114頁(yè)5功率因素校正（PFC）兩種主要的功率因素校正的方法1) 無(wú)源PFC技術(shù)2) 有源PFC技術(shù)第5頁(yè)/共114頁(yè)6功率因素校正（PFC） 單管功率因素校正變換器的概念 只用一個(gè)主開(kāi)關(guān)管，可使功率因數(shù)校正到0.8以上，并使輸出直流電壓可調(diào)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為單管單級(jí)PFC變換器。第6頁(yè)/共114頁(yè)7功率因素校正（PFC） 單管功率因素校正變換

3、器的電路類型 Buck Boost Boost-Buck Zeta Cuk Sepic第7頁(yè)/共114頁(yè)8BOOST電路 功率因素校正（PFC） 基于Boost電路的PFC變換器及其控制方法 PFC典型芯片UC3854介紹 基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例第8頁(yè)/共114頁(yè)9功率因素校正（PFC） 基于Boost電路的PFC變換器的提出 Boost用于PFC的優(yōu)勢(shì) 1.Boost可工作在三種模態(tài)CCM,BCM,DCM 2.儲(chǔ)能電感又是濾波器，可抑制電磁干擾EMI 和射頻干擾RFI 電流波形失真小 3.輸出功率大 4.共源極可簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路等優(yōu)點(diǎn) 第9頁(yè)/共114頁(yè)10基于Boost電路的

4、PFC變換器及其控制方法-概述 CCM DCM BCM第10頁(yè)/共114頁(yè)11基于Boost電路的PFC變換器及其控制方法DCM DCM 假定在穩(wěn)態(tài)條件下，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，MOS管的導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)on，輸入電壓為Ui，電感電流為i，電感電流峰值為 ，電感量為L(zhǎng)，電感電流達(dá)到峰值時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入電壓為。則在MOS管導(dǎo)通期間，有： 其中， ， 因此 iudtdiLonTidtdimaxionULTimaxmaxi如果輸入周期內(nèi)各開(kāi)關(guān)周期的占空比近似不變時(shí)，電感電流的峰值與輸入電壓成正比。因此，輸入電流波形自然跟隨輸入電壓波形，電路不需要電流控制環(huán)即可實(shí)現(xiàn)PFC功能。第11頁(yè)/共114頁(yè)12基于Boo

5、st電路的PFC變換器及其控制方法DCM DCM的關(guān)鍵 要想保證電路在一定電壓范圍內(nèi)處于斷續(xù)模式，關(guān)鍵是電感量的設(shè)計(jì)，下面給出電感量設(shè)計(jì)的最終公式： d1其中為MOS管導(dǎo)通占空比，d2為續(xù)流二極管導(dǎo)通占空比，L為電感量，fs為開(kāi)關(guān)頻率，Po為輸出功率，mmin為Vo/Vin )(2)sin(minmin2min21mfPfLtmVmdddoso0min2minsin11sin)(tdtmtmf第12頁(yè)/共114頁(yè)13基于Boost電路的PFC變換器及其控制方法DCM 要保證電感電流斷續(xù)，必須滿足d1+d250%時(shí)，電流環(huán)會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩現(xiàn)象，這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在恒頻PWM DC/DC變換器中，因此

6、，這個(gè)電路中也會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。為了克 服 這一現(xiàn)象，必須在比較器的輸人端加一斜坡補(bǔ)償函數(shù)，但有時(shí)即使斜坡補(bǔ)償后仍然不太理想。第21頁(yè)/共114頁(yè)22PFC控制方法CCM-Average Current Control2. 平均電流控制 平均電流控制的原理框圖入下第22頁(yè)/共114頁(yè)23PFC控制方法CCM-Average Current Control 第23頁(yè)/共114頁(yè)24PFC控制方法CCM-Average Current Control 平均電流控制的優(yōu)點(diǎn) 電流環(huán)有較高的增益帶寬 跟蹤誤差小 瞬態(tài)特性較好 THD(50%時(shí)，電流環(huán)會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩現(xiàn)象。（2）平均電流控制 ：優(yōu)點(diǎn)是電流環(huán)

7、有較高的增益帶寬、跟蹤誤差小、瞬態(tài)特性較好、THD(5%)和EMI小、對(duì)噪聲不敏感、開(kāi)關(guān)頻率固定、適用于大功率應(yīng)用場(chǎng)合，其缺點(diǎn)是參考電流與實(shí)際電流的誤差隨著占空比的變化而變化，從而可能會(huì)產(chǎn)生低次電流諧波。（3）滯環(huán)電流控制 ：優(yōu)點(diǎn)是電流環(huán)帶寬高，具有很強(qiáng)且具有很強(qiáng)的魯棒性和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，電流跟蹤誤差小，硬件實(shí)現(xiàn)容易。其缺點(diǎn)負(fù)載大小對(duì)開(kāi)關(guān)頻率影響較大，不利于設(shè)計(jì)輸出濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。（4）單周控制：能優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、減小畸變和抑制電源干擾，有反應(yīng)快、開(kāi)關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗電源干擾、控制電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。第35頁(yè)/共114頁(yè)36上節(jié)內(nèi)容回顧 諧波污染的治理主要途徑： 無(wú)源電力濾波器（

8、PPF） 有源電力濾波器（APF） 有源功率因數(shù)校正器（APFC） 基于boost的PFC DCM BCM CCM 平均電流控制 峰值電流控制 滯環(huán)控制 單周期控制 第36頁(yè)/共114頁(yè)37BOOST電路 功率因素校正（PFC） 基于Boost電路的PFC變換器及其控制方法 PFC典型芯片UC3854介紹 基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例第37頁(yè)/共114頁(yè)38PFC典型芯片UC3854介紹 概述 各引腳功能 構(gòu)成 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 性能 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 極限工作條件 功率級(jí)應(yīng)用范圍第38頁(yè)/共114頁(yè)39PFC典型芯片UC3854介紹-概述 1994年底UC公司推出了UC3854。 隨著Unitr

9、ode，Motorola，Silicon，Siemens等公司相繼推出了各種有源功率因數(shù)校正芯片，如UC3852、UC3854,3854AB、UC3855、MC34261、ML4812、ML4821、TDA4814等 ,單相有源功率因數(shù)校正技術(shù)發(fā)展很快。第39頁(yè)/共114頁(yè)40PFC典型芯片UC3854介紹-概述 UC3854為電源提供有源功率因素校正，它能按正弦的電網(wǎng)電壓來(lái)牽制非正弦的電流變化，該器件能最佳的利用供電電流使電網(wǎng)電流失真減到最小，執(zhí)行所有PFC的功能第40頁(yè)/共114頁(yè)41PFC典型芯片UC3854介紹-概述第41頁(yè)/共114頁(yè)42PFC典型芯片UC3854介紹-各引腳功能 U

10、C3854各引腳功能 引腳1(Gnd)：所有的電壓測(cè)量都以Gnd腳的地電平為參考基準(zhǔn). 引腳2(PKLMT):峰值電流限制腳. 引腳3(CA Out):電流誤差放大器輸出腳. 引腳4(Isense):電流誤差放大器反向輸入端 引腳5(Mult Out):乘法器輸出端和電流誤差放大器正向輸入端. 引腳6(Iac):交流電流輸入端. 引腳7(VA Out):電壓放大器輸出. 引腳8(Vrms):電網(wǎng)電壓有效值端.第42頁(yè)/共114頁(yè)43PFC典型芯片UC3854介紹-各引腳功能 引腳9(Vref):電壓基準(zhǔn)輸出端. 引腳10(ENA):使能控制端. 引腳11(Vsense):電壓放大器的反向輸入端

11、. 引腳12(Rset):振蕩器充電電流和乘法器電流限制設(shè)置端 引腳13(SS):軟啟動(dòng)端. 引腳14(Ct):振蕩器電容器設(shè)置端. 引腳15(Vcc):正極性電源電壓. 引腳16(GT Drv):柵極驅(qū)動(dòng).第43頁(yè)/共114頁(yè)44PFC典型芯片UC3854介紹-構(gòu)成 UC3854的主要構(gòu)成 電壓誤差放大器 電網(wǎng)預(yù)置器（前饋電壓） 模擬乘法器 電流誤差放大器 三角波振蕩器 PWM比較器 RS觸發(fā)器 與MOSFET兼容的柵極驅(qū)動(dòng)器 7.5V參考電壓 欠壓比較器 過(guò)流比較器 軟啟動(dòng)邏輯第44頁(yè)/共114頁(yè)45PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)電壓誤差放大器電壓誤差放大器第45頁(yè)/共114頁(yè)4

12、6PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)電網(wǎng)預(yù)置器（前饋電網(wǎng)預(yù)置器（前饋電壓電壓）第46頁(yè)/共114頁(yè)47PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模擬乘法器模擬乘法器第47頁(yè)/共114頁(yè)48PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)電流誤差放大電流誤差放大器器第48頁(yè)/共114頁(yè)49PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)PWM比較器比較器第49頁(yè)/共114頁(yè)50PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)三角波振蕩器三角波振蕩器第50頁(yè)/共114頁(yè)51PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器觸發(fā)器第51頁(yè)/共114頁(yè)52PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu) 與與MOSFET兼容兼容

13、的柵極驅(qū)動(dòng)器的柵極驅(qū)動(dòng)器第52頁(yè)/共114頁(yè)53PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7.5V的參考電壓的參考電壓第53頁(yè)/共114頁(yè)54PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu) 欠壓比較器欠壓比較器第54頁(yè)/共114頁(yè)55PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu) 過(guò)流比較器過(guò)流比較器第55頁(yè)/共114頁(yè)56PFC典型芯片UC3854介紹-內(nèi)部結(jié)構(gòu) 軟啟動(dòng)邏輯軟啟動(dòng)邏輯第56頁(yè)/共114頁(yè)57PFC典型芯片UC3854介紹-性能 UC3854的主要性能為： 適用于Boost型電路 適用于CCM工作模式 平均電流控制 開(kāi)關(guān)頻率恒定，最高為200kHz 最大占空比為95%， 單信號(hào)輸出 輸出驅(qū)

14、動(dòng)電壓14.5V，輸出驅(qū)動(dòng)電流1A 軟起動(dòng) 輸入電源欠壓保護(hù) 輸出過(guò)載保護(hù)功能第57頁(yè)/共114頁(yè)58PFC典型芯片UC3854介紹-設(shè)計(jì)特點(diǎn) UC3854的設(shè)計(jì)特點(diǎn)1）控制功率因素達(dá)到0.992）限制電網(wǎng)電流失真5%3）適用于全球電網(wǎng)電壓（80270AC)4）前饋電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)、低噪聲、高靈敏度5）平均電流模式控制6）低啟動(dòng)電源電流，精密電壓基準(zhǔn)7）固定頻率脈寬調(diào)制(PWM)8）低失調(diào)模擬乘法器9) 1A柵極驅(qū)動(dòng)器第58頁(yè)/共114頁(yè)59PFC典型芯片UC3854介紹-工作條件 UC3854的極限工作條件1）電源電壓Vcc:35V2）柵極驅(qū)動(dòng)：連續(xù)狀態(tài)下為0.5A,50%占空比下為1.5A3）

15、輸入電壓 、 :11V， 、 ：11V，PKLMT:5V4）輸入電流、 、 、PKLMT和ENA:10mA5）功率損耗：1W6）貯存溫度范圍：-65+1507）引線溫度（焊錫）：+300 8）注意：所有的電壓值均以地為參考（腳1）；所有的電流都按正極性流入規(guī)定端點(diǎn)；ENA輸入鉗位在約14VSENSEVRMSVSENSEIMultOutACISETR第59頁(yè)/共114頁(yè)60PFC典型芯片UC3854介紹-功率級(jí)的應(yīng)用范圍 升壓型PFC功率因素校正器的控制電路，幾乎不隨變換器的功率大小而變。 一般500W的PFC與一個(gè)50W的PFC控制電路基本相同，不同之處僅在功率電路，但控制電路設(shè)計(jì)步驟基本相同

16、。第60頁(yè)/共114頁(yè)61BOOST電路 功率因素校正（PFC） 基于Boost電路的PFC變換器及其控制方法 PFC典型芯片UC3854介紹 基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例第61頁(yè)/共114頁(yè)62基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例第62頁(yè)/共114頁(yè)63基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例1.設(shè)計(jì)指標(biāo) 輸入電壓：80VAC270VAC 輸入頻率：45Hz65Hz 輸出直流電壓：400VDC 輸出功率：250W 功率因數(shù)：98% 輸入電流THD: 5%第63頁(yè)/共114頁(yè)64基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例2.開(kāi)關(guān)頻率 通常開(kāi)關(guān)頻率可以任意選擇，但必須夠高，使功率電

17、路小型化、減少失真并保持高的變換效率。在多數(shù)應(yīng)用中，20300kHz的開(kāi)關(guān)頻率范圍是可接受的折中方案。作為體積和效率的折中，本例采用100kHz的開(kāi)關(guān)頻率。此外，電感值要合理的取小一些，使畸變尖峰保持在最小范圍內(nèi)，電感的體積也盡可能的小，由二極管引起的損耗不能過(guò)大。第64頁(yè)/共114頁(yè)65基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例電感設(shè)計(jì)電感設(shè)計(jì)電感的選擇電感的選擇第65頁(yè)/共114頁(yè)66基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例3.電感的選擇 電感值決定了，輸入端高頻紋波電流總量，可按給出的紋波電流值I來(lái)選擇電感值。 電感值的確定從輸入正弦電流的峰值開(kāi)始，而最大的峰值電流出現(xiàn)在最小電網(wǎng)電壓的峰值

18、處： 由上式可知，在此范例中，功率為250W,最小電網(wǎng)電壓為80V，此時(shí)最大峰值電流為4.42A.第66頁(yè)/共114頁(yè)67基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例3.電感的選擇 電感中的峰-峰值紋波電流，通常選擇在最大峰值電流的20%左右，在此例中,最大峰值電流為4.42A,故峰-峰值紋波電流取 I =900mA. 電感值根據(jù)最低輸入電壓時(shí)半個(gè)正弦波頂部的峰點(diǎn)的電流來(lái)選擇，此時(shí) Vin=1.41480=113.12V, fs=100kHz 根據(jù)此處電壓和和開(kāi)關(guān)頻率的占空比來(lái)選擇： 由上式可得L=0.89mH,取整為1mH.第67頁(yè)/共114頁(yè)68基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例電容設(shè)計(jì)

19、電容設(shè)計(jì)輸出電容的選擇輸出電容的選擇第68頁(yè)/共114頁(yè)69基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例4.輸出電容 涉及輸出電容的選擇因素有開(kāi)關(guān)頻率紋波電流、2次紋波電流、直流輸出電壓、輸出紋波電壓和維持時(shí)間。流過(guò)輸出電容的總電流，是開(kāi)關(guān)頻率的紋波電流的有效值和線路電流的2次諧波，通常選擇大電解電容作為輸出電容，其等效串聯(lián)電阻（ESR）隨頻率的變化而變化（低頻時(shí)一般很大）。通常電容所能控制的電流總量還取決于溫升。溫升的確切值一般不用計(jì)算出，只要計(jì)算出由于高頻紋波電流和低頻紋波電流所引起的溫升之和就夠了。電容的datasheet會(huì)提供必要的ESR和溫升值。第69頁(yè)/共114頁(yè)70基于Boost電路

20、的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例4.輸出電容 在此例中，電容的選擇還是主要考慮維持時(shí)間。維持時(shí)間是在電源關(guān)閉以后，輸出電壓仍然能保持在規(guī)定范圍內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度，其典型值為1550ms.在250W、DC400輸出的離線電源中，其維持時(shí)間對(duì)電容值的要求每瓦輸出為12uF（經(jīng)驗(yàn)值）.另可根據(jù)以下公式確定（能量守恒）： 式中，Pout=250W, t=64ms,Vo（min）=300V,可計(jì)算得Co=457uF,這里我們選用450V 450uF的電解電容。第70頁(yè)/共114頁(yè)71基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例功率管和二極管功率管和二極管第71頁(yè)/共114頁(yè)72基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例5.開(kāi)

21、關(guān)管和二極管 開(kāi)關(guān)管和二極管必須能充分確保電路可靠的工作。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)管的額定電流必須至少要大于電感電流的峰值，額定電壓至少大于輸出電壓，對(duì)二極管的要求也是一樣的。二極管必須速率很快，以減少開(kāi)關(guān)損耗（電感電流連續(xù),存在反向恢復(fù)問(wèn)題）。 第72頁(yè)/共114頁(yè)73基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例5.開(kāi)關(guān)管和二極管 此例中，二極管必須是快速高壓型的，反向恢復(fù)時(shí)間為35ns,600V 的擊穿電壓，8A的正向額定電流。功率MOSFET為500V擊穿電壓，23A的額定直流電流。此例的開(kāi)關(guān)損耗主要是由二極管的反向恢復(fù)電流引起的。二極管關(guān)斷和開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電流電壓實(shí)驗(yàn)波形第73頁(yè)/共114頁(yè)74基于

22、Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例6.電感電流檢測(cè) 兩種常用的檢測(cè)電流的方法：（1）在變換器到地之間使用一檢測(cè)電阻.（2）使用電流互感器.第74頁(yè)/共114頁(yè)75基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例檢測(cè)電阻檢測(cè)電阻第75頁(yè)/共114頁(yè)76基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例6.電流傳感檢測(cè) 在此例中，運(yùn)用電流檢測(cè)電阻來(lái)檢測(cè)電流（如上圖頁(yè)圖所示），此電阻值產(chǎn)生的信號(hào)夠大以不受噪聲干擾，同時(shí)小到以不至于產(chǎn)生過(guò)大的能量損失。壓降為1V左右的檢測(cè)電阻是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，這里選擇0.25歐姆的電阻做為Rs，在最壞情況下，5.6A的峰值電流將會(huì)產(chǎn)生最大1.4V的壓降.第76頁(yè)/共114頁(yè)77基于B

23、oost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例峰值限制分壓電阻峰值限制分壓電阻第77頁(yè)/共114頁(yè)78基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例7 .峰值電流限制 UC3854的峰值限制功能，在電感電流的瞬時(shí)值電流超過(guò)最大值，即2管腳低于地電平時(shí)被激活，將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。電流限制值有基準(zhǔn)電壓除以電流檢測(cè)電阻的分壓來(lái)設(shè)置：式中， 和 是分壓電阻； 值為7.5V； 是檢測(cè)電阻 Rs 上的電壓值。通過(guò) 的電流大約為1mA，在本例峰值電流限制在5.6A， 取10 ， 取1.8 。在加上個(gè)小電容 ，可在低電網(wǎng)電壓時(shí)避免噪聲干擾。 REFPKRSPKVRVR121PKR2PKRk1PKR2PKRkREFVPKCRSV2PKR

24、第78頁(yè)/共114頁(yè)79基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例前饋電壓分壓電阻前饋電壓分壓電阻第79頁(yè)/共114頁(yè)80基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例8 .前饋電壓信號(hào) 是輸入到平方器電路的電壓，UC3854平方器電路通常在1.44.5V的范圍內(nèi)工作。UC3854內(nèi)有一個(gè)鉗位電路，即使輸入超過(guò)該值，都將前饋電壓 的有效值限制在4.5V。前饋輸入電壓分壓器有3個(gè)電阻 、 、 ，及兩個(gè)電容 、 。因此它能進(jìn)行兩級(jí)濾波并提供分壓輸出。分壓器和電容形成一個(gè)二階低通濾波器，所以其直流輸出是和正弦半波的平均值成正比的。平均值是正弦半波有效值的90%，如過(guò)交流電網(wǎng)的有效值是270V，其平均值是24

25、3V,而峰值是382V.FFV1FFR2FFR3FFR1FFC2FFCFFV第80頁(yè)/共114頁(yè)81基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例8 .前饋電壓信號(hào) 前饋電壓 分壓器有兩個(gè)直流條件需要滿足。在高輸入電網(wǎng)電壓下，前饋電壓應(yīng)不高于4.5V，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)此值時(shí)，前饋電壓被鉗制而失去前饋功能。在低輸入電網(wǎng)電壓時(shí)，應(yīng)設(shè)置分壓器使前饋電壓等于1.414V， 如果 不到1.414V，內(nèi)部限流器將使乘法器輸出保持恒定。 在本例中，分壓電阻 是910 ， 是91 ， 是20 。當(dāng)輸入電壓是AC270V 時(shí)，直流平均值是243V，此時(shí) 的最大值將是4.76V，當(dāng)輸入電壓是AC80時(shí)，直流平均值為72V，

26、此時(shí) 是1.41V.FFVFFVFFVFFV1FFR2FFR3FFRkkk第81頁(yè)/共114頁(yè)82基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例乘法器設(shè)置乘法器設(shè)置第82頁(yè)/共114頁(yè)83基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例9.乘法器的設(shè)置 乘法器、除法器是功率因素校正器的核心。乘法器的輸出調(diào)節(jié)電流環(huán)用以控制輸入電流功率因素提高。因此此乘法器的輸出是個(gè)表達(dá)輸入電流的信號(hào)。 與多數(shù)從輸出開(kāi)始到輸入的設(shè)計(jì)任務(wù)不同，乘法器電路的設(shè)計(jì)必須從輸入端開(kāi)始。乘法器有三個(gè)輸入端：調(diào)節(jié)電流端 （腳6）、來(lái)自輸入 的前饋電壓端 （腳8）、電壓誤差放大的輸出端 （腳7）。乘法器的輸出是電流信號(hào)Imo（腳5）： 式中，

27、Km=1是個(gè)常數(shù)， 是整流后的輸入電流， 是電壓誤差放大器輸出， 是前饋電壓。 2) 1(FFVEAACmmoVVIKIFFVACIVEAVFFVACIVEAV第83頁(yè)/共114頁(yè)84基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例乘法器輸入電流電阻設(shè)置乘法器輸入電流電阻設(shè)置第84頁(yè)/共114頁(yè)85基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例10.乘法器輸入電流 乘法器的輸入電流來(lái)自經(jīng) 的輸入電壓，乘法器在較高電流下有較好的線性度，但推薦的最大電流是0.6mA。在高網(wǎng)電壓時(shí)，峰值電壓是382V,腳6上的電壓是6V， 用 620 的電阻值得到最大的 值是0.6mA.因?yàn)橐_6上的電壓是6.0V,為使電路正常

28、工作，在輸入波形 處，需要一個(gè)偏置電流。在基準(zhǔn)電壓 和腳6之間接1個(gè)電阻 ， 就能提供最小偏置電流， ， 其值取150 。 VACR0INVREFV1bR41VACbRR1bRVACRkkACI第85頁(yè)/共114頁(yè)86基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例乘法器電流限流電阻乘法器電流限流電阻第86頁(yè)/共114頁(yè)87基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例11.乘法器輸出電流 乘法器的最大輸入電流Imo，出現(xiàn)在低電網(wǎng)線路輸入正弦波的峰值處。 此時(shí)， 為5V, 為2， 由上可得，Imo 的最大值為365uA.Imo不會(huì)大于兩倍的 .AKRVIVACINAC1826208022minVEAV2FF

29、V2) 1(FFVEAACmmoVVIKIACI第87頁(yè)/共114頁(yè)88基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例11.乘法器輸出電流 電流Iset是乘法器輸出電流的另一個(gè)限制點(diǎn)。Imo不能大于 ，對(duì)于本例電路可得到最大值 ，因此可選10 。 kSETR/75. 3kRSET27.10第88頁(yè)/共114頁(yè)89基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例乘法器出電流電阻設(shè)置乘法器出電流電阻設(shè)置第89頁(yè)/共114頁(yè)90基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例11.乘法器輸出電流 為了形成電流環(huán)的反饋回路，乘法器的輸出電流Imo必須與一個(gè)正比與電感電流的電流相加，形成負(fù)反饋。接在乘法器輸出和電流檢測(cè)電阻的

30、電阻 執(zhí)行這一功能，它使乘法器的輸出端成為電感電流和基準(zhǔn)電流的求和結(jié)點(diǎn)。 在此例中，存在著以上的一個(gè)約束方程，電感電流的峰值電流被限定在5.6A，電流檢測(cè)電阻是0.25 ，所以檢測(cè)電阻上的峰值電壓是1.4V。乘法器最大輸出電流是365uA，所以合成電阻 應(yīng)該是3.84 ，可選3.9 。kkmoRmoRsLmomoRiRI第90頁(yè)/共114頁(yè)91基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例振蕩器頻率設(shè)置振蕩器頻率設(shè)置第91頁(yè)/共114頁(yè)92基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例12.振蕩器頻率 振蕩器的頻率由電容 和電阻 來(lái)設(shè)定， 已知為10 ， 開(kāi)關(guān)頻率 要設(shè)定為100kHz，電容即由下式?jīng)Q定：

31、 所以 為0.00125uF。SETRSSETTfRC25. 1SfSETRkTCTC第92頁(yè)/共114頁(yè)93基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例電流誤差放大器的補(bǔ)償電流誤差放大器的補(bǔ)償?shù)?3頁(yè)/共114頁(yè)94基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例13.電流誤差放大器的補(bǔ)償(1) 計(jì)算電感電流下降時(shí)在檢測(cè)電阻兩端所造成的壓降，再除以開(kāi)關(guān)頻率，方程為： vrs = (4000.25)/(0.00110,000) =1.0V 此電壓必須等于 Vs的峰-峰值，即定時(shí)器電容上的電壓5.2V。 誤差放大器的增益為： Gca=Vs/Vrs=5.2V/1V=5.2第94頁(yè)/共114頁(yè)95基于Boost

32、電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例(2)反饋電阻，設(shè)Rci=Rmo=3.9 Rcz=GcaRci=5.23.9=20(3)電流環(huán)穿越頻率： 15.7KHz (4)選Ccz，選擇45相位范圍，在環(huán)路穿越頻率處設(shè)置零點(diǎn)。 ,取620pFkk第95頁(yè)/共114頁(yè)96基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例(5)選擇Ccp，極點(diǎn)必須在fs/2上， 取62pF第96頁(yè)/共114頁(yè)97基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例分壓設(shè)置分壓設(shè)置電壓誤差放大器補(bǔ)償電壓誤差放大器補(bǔ)償?shù)?7頁(yè)/共114頁(yè)98基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例14.電壓誤差放大器的補(bǔ)償 THD為5，選3%的3次諧波交流輸入作為規(guī)范值。

33、1.5%分配做Vff輸入，0.75%到輸出紋波電壓，或1.5%到Vvac。留下0.75%分配到各種非線性器件第98頁(yè)/共114頁(yè)99基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例 (1)輸出紋波電壓：輸出紋波電壓由下式?jīng)Q定，式中 fr是2次諧波的頻率：（2）放大器增益的設(shè)置：Vo(pk)必須減少到電壓誤差放大器輸出所允許的紋波電壓，這就是要設(shè)置誤差放大器在2次諧波頻率點(diǎn)上的增益，公式如下： 對(duì)于UC3854, 為5-1=4V,例中第99頁(yè)/共114頁(yè)100基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例（3）反饋網(wǎng)絡(luò)的數(shù)值：取Rvi為511 ， 取0.047uF（4）設(shè)置分壓電阻： 取10 kk第100頁(yè)/共114頁(yè)101基于Boost電路的PFC變換器設(shè)計(jì)實(shí)例（5）極點(diǎn)頻率: 升壓級(jí)增益為： 它包括乘法器、分壓器和平方器在內(nèi)；Xco是輸出電容的阻抗。 在放大器的響應(yīng)的