PFC基礎(chǔ)_V1.0

1、龍龍2009-03-13u了解了解PFC電路的基本原理及應(yīng)用電路的基本原理及應(yīng)用u理解理解PFC控制及保護(hù)電路的工作原理控制及保護(hù)電路的工作原理u能夠獨(dú)立分析工作中遇到的能夠獨(dú)立分析工作中遇到的PFC相關(guān)問(wèn)題相關(guān)問(wèn)題lPFC基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)lPFC電路概述及其主要工作原理電路概述及其主要工作原理lPFC控制電路原理控制電路原理lPFC電壓檢測(cè)及過(guò)欠壓保護(hù)電路電壓檢測(cè)及過(guò)欠壓保護(hù)電路lPFC電流檢測(cè)及過(guò)流保護(hù)電路電流檢測(cè)及過(guò)流保護(hù)電路l典型案例分析及提問(wèn)典型案例分析及提問(wèn)1. 名詞解釋名詞解釋 在學(xué)習(xí)PFC電路的工作原理之前，我們先了解一下什么是PFC。 PFC（Power Factor Cor

2、rection）功率因數(shù)校正 PF就是“功率因數(shù)”的意思，主要用來(lái)表征電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說(shuō)明電能的利用效率越高。 功率因數(shù)可簡(jiǎn)單地定義為有功功率（P）與視在功率（S）之比，即 其中有功功率是一個(gè)周期內(nèi)電流和電壓瞬時(shí)值乘積的平均值，而視在功率是電流的有效值與電壓的有效值的乘積。 效率就是輸出功率除以輸入功率的百分比。電源在工作過(guò)程中，有部分電能轉(zhuǎn)換成熱量損耗掉了。因此，電源必須盡量減少熱量的損耗。 盡管功率因數(shù)和轉(zhuǎn)換效率都是指電源的利用率，但區(qū)別卻很大。簡(jiǎn)單的說(shuō)，功率因數(shù)產(chǎn)生的損耗是電力部門負(fù)擔(dān)，而轉(zhuǎn)換效率的損耗是用戶自己負(fù)擔(dān)?？梢钥吹贸鰜?lái)，功率因數(shù)、EMI等都是對(duì)國(guó)家電網(wǎng)

3、的保護(hù)。視在功率 有功功率 PF功率因素和效率有何不同？功率因素和效率有何不同？2. PFC電路的作用電路的作用 a. 諧波的概念諧波的概念 我們?yōu)槭裁丛谖覀兊碾娫粗幸黾覲FC電路，不加PFC電路會(huì)有什么后果。在了解這些之前，我們需要先知道另一個(gè)概念諧波。 從220V交流電網(wǎng)經(jīng)整流供給直流，是當(dāng)今電力電子技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種基本變流方式。輸入電路通常由半波或全波整流器和后面的儲(chǔ)能電容組成，如圖1-1。 整流器+濾波電容是一種非線性的元件組合，因此，開(kāi)關(guān)電源對(duì)于電網(wǎng)表現(xiàn)為非線性負(fù)載。而當(dāng)工頻電壓或電流作用于非線性負(fù)載時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同于工頻的其它頻率的正弦電壓或電流，如圖1-2。 這些不同于

4、工頻頻率的正弦電壓或電流，用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，就是人們稱的電力諧波，如圖1-3。 圖圖1-1圖圖1-2圖圖1-3b. 諧波的危害諧波的危害 理想的公用電網(wǎng)所提供的電壓應(yīng)該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化。近三四十年來(lái)，各種電力電子裝置的迅速發(fā)展使得公用電網(wǎng)的諧波污染日趨嚴(yán)重，由諧波引起的各種故障和事故也不斷發(fā)生，諧波危害的嚴(yán)重性才引起人們高度的關(guān)注。諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個(gè)方面。（1）諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線時(shí)會(huì)使線路過(guò)

5、熱甚至發(fā)生火災(zāi)。（2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。 諧波對(duì)電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。（3）諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使得上述（1）和（2）的危害大大增加，甚至引起嚴(yán)重事故。（4）諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。（5）諧波會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導(dǎo)致住處丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。 正因?yàn)橹C波有這么多的危害，所以我們必須要對(duì)諧波進(jìn)行抑制，這樣，就引出了我們PFC電路

6、的主要作用諧波抑制。c. 諧波的抑制諧波的抑制 為解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問(wèn)題，基本思路有兩條：一條是裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波，這對(duì)各種諧波源都是適用的；另一條是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改造，使期不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)可控制為1，這當(dāng)然只適用于作為主要諧波源的電力電子裝置。 裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置的傳統(tǒng)方法就是采用LC調(diào)諧濾波器。這種方法既可補(bǔ)償諧波，又可補(bǔ)償無(wú)功功率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一直被廣泛使用。這種方法的主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過(guò)載甚至燒毀。此外，它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，補(bǔ)償效果也不甚理想。 對(duì)于電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，目

7、前使用最廣泛的方式，就是對(duì)電源本身進(jìn)行改造，在輸入端增加有諧波改善功能的電路就是所謂的PFC電路。 所以簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PFC電路的作用就是減少電源產(chǎn)生的諧波，使電源的功率因數(shù)盡可能靠近1。 那么，生活中究竟有沒(méi)有功率因數(shù)為那么，生活中究竟有沒(méi)有功率因數(shù)為1的用電設(shè)備呢？的用電設(shè)備呢？3. PFC主要的實(shí)現(xiàn)方法主要的實(shí)現(xiàn)方法 之前我們?cè)?jīng)提到，功率因數(shù)可以定義為有功功率（P）與視在功率（S）之比。 在線性電路中，阻抗Z=R+jX。其中，R為電阻，X為電抗。無(wú)論是感抗或容抗，均會(huì)使正弦電壓和電流波形產(chǎn)生相位差，但電壓、電流均為正弦波。所以在線性電路中，功率因數(shù)描述了負(fù)載的電抗特性，其定義為 其中， 是

8、正弦電流波形相對(duì)于電壓波形的相位差。當(dāng)負(fù)載為純阻性時(shí)，電壓與電流波形同相，此時(shí)PF=1。 而在非線性電路中，當(dāng)電源電壓為正弦波時(shí)，輸入電流波形發(fā)生正弦畸變，導(dǎo)致功率因數(shù)很低，簡(jiǎn)單的相移功率因數(shù)已經(jīng)不能正確反映這種關(guān)系，因?yàn)榉蔷€性負(fù)載的功率因數(shù)與電流波形的失真情況緊密相關(guān)。為此，非線性負(fù)載的功率因數(shù)定義為式中 為輸入電壓有效值， 為輸入電流有效值， 為基波電流有效值 為基波電流與基波電壓的相移因數(shù)， r表示輸入電流失真系數(shù)coscoscos1111rIIIVIVSPPFrmsrms1V1IrmsIcoscosPF 由功率因數(shù) 可知，要提高功率因數(shù)，有兩個(gè)途徑： 1.使輸入電壓、輸入電流同相位。此

9、時(shí) ，所以 ；2.使輸入電流正弦化。即 （諧波為零），有 ，即 。 利用功率因數(shù)校正技術(shù)可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形，使得輸入電流波形呈純正弦波，并且和輸入電壓同相位，此時(shí)整流器的負(fù)載可等效為純電阻，所以有的地方又把功率因數(shù)校正電路叫做電阻仿真器。 接下來(lái)的章節(jié)，我們就將圍繞這兩種提高功率因數(shù)的途徑展開(kāi)討論。cosrPF 1cosrPF rmsII 111rmsIIcosPF整流模塊工作原理框圖+-交流輸入PFC主電路*DC/DC主電路高頻整流全橋整流EMI濾波直流輸出輸出濾波PFC控制PWM控制PFC驅(qū)動(dòng)PWM驅(qū)動(dòng)均流控制檢測(cè)放大過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)模塊監(jiān)控RS232/RS485

10、風(fēng)扇電路溫度圖圖2-1 整流模塊工作原理框圖整流模塊工作原理框圖1. PFC電路的分類電路的分類分類簡(jiǎn)圖 有源PFC無(wú)源PFCPFC電路按電路結(jié)構(gòu)分按輸入電流控制原理分降壓式升/降壓式反激式升壓式平均電流型滯環(huán)電流型峰值電流型電壓控制型按電流工作模式分電流連續(xù)型CCM電流斷續(xù)型DCM圖圖2-2 PFC電路分類電路分類2. 無(wú)源無(wú)源PFC電路原理及應(yīng)用電路原理及應(yīng)用 從上面的分類圖中我們可以看到，PFC電路根據(jù)工作方式可分為兩大類，即無(wú)源PFC電路（也稱被動(dòng)式PFC電路）和有源PFC電路（也稱主動(dòng)式PFC電路）。 無(wú)源PFC電路一般采用電感補(bǔ)償方法，使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小，來(lái)提

11、高功率因數(shù)。在交流電源進(jìn)線，或整流橋與濾波電容之間直接串聯(lián)電感，同時(shí)改造開(kāi)關(guān)電路的校正，一般在高壓濾波電容附近，是一個(gè)較大的式頻電感，它最大好處就是所需線路簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。圖圖2-3 無(wú)源無(wú)源PFC典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路 圖2-3顯示了帶無(wú)源PFC的計(jì)算機(jī)電源的輸入電路。注意連接到PFC電感中心抽頭的線路電壓范圍開(kāi)關(guān)。在230V位置上（開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）電感線圈的兩半都使用，整流器為全橋。在115V 位置只使用左半電感和整流橋的左半部分，電路為半波倍壓模式。如為230Vac 輸入的全波整流器，則在整流器的輸出端將產(chǎn)生325Vdc。這個(gè)325Vdc 總線當(dāng)然是沒(méi)有穩(wěn)壓的，隨著輸入線路電壓而上下變動(dòng)

12、。 盡管它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單，無(wú)源PFC電路仍有一些缺點(diǎn)。首先，巨大的電感限制了它在許多應(yīng)用中的實(shí)用性。其次，如上所述，為了能在全球范圍內(nèi)使用，需要一個(gè)線路電壓范圍開(kāi)關(guān)。增加該開(kāi)關(guān)會(huì)增大因操作者錯(cuò)誤（比如開(kāi)關(guān)位置選擇錯(cuò)誤）而給電器/系統(tǒng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。最后，被動(dòng)式PFC的能源轉(zhuǎn)換效率不高，容易產(chǎn)生工頻震動(dòng)和噪音等問(wèn)題。3. 有源有源PFC電路原理及其控制方法電路原理及其控制方法 有源PFC是由電感電容及電子元器件組成的，通過(guò)專用IC芯片去調(diào)整電流的波形，對(duì)電流電壓間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償。具體做法是在輸入整流橋與濾波電容之間插入一個(gè)開(kāi)關(guān)變換器線圈，以控制輸入電流的波形跟隨電網(wǎng)電壓波形，使電源呈現(xiàn)阻性。圖圖2-

13、4 典型典型APFC電路框圖電路框圖 圖2-4是一個(gè)典型的有源PFC電路模型，其基本工作原理如下：主電路的輸出電壓Vo和基準(zhǔn)電壓Vref比較后，輸入給電壓誤差放大器A；整流電壓Vin檢測(cè)值Vf和電壓誤差放大器A的輸出信號(hào)Ve共同加到乘法器M的輸入端；乘法器的輸出Iref則作為電流反饋控制的基準(zhǔn)信號(hào)，與輸入電流采樣值If比較后，經(jīng)過(guò)電流誤差放大器加到PWM控制芯片及驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)控制主MOS管的通斷。校正后的電流電壓波形如下圖所示： 主動(dòng)式PFC可以達(dá)到0.99以上的功率因數(shù)，但其線路設(shè)計(jì)比被動(dòng)式PFC復(fù)雜，成本也相對(duì)高。采用主動(dòng)式PFC電路的電源不必采用很大容量的濾波電容，產(chǎn)品輸出也十分穩(wěn)定，適

14、應(yīng)電壓非常寬。此外，主動(dòng)式PFC還可用作輔助電源，因此在使用主動(dòng)式PFC電路中，往往不需要待機(jī)變壓器，而且主動(dòng)式PFC還擁有穩(wěn)定性佳、工頻震動(dòng)小，噪音低等優(yōu)點(diǎn)。圖圖2-5 經(jīng)有源經(jīng)有源PFC校正后的電流電壓波形校正后的電流電壓波形有源功率因數(shù)按照其電路結(jié)構(gòu)和輸入電流控制原理不同，又可進(jìn)一步細(xì)分：1 按有源功率因數(shù)校正電路結(jié)構(gòu)分 （1）降壓式：因噪聲大，濾波困難，功率開(kāi)關(guān)管上電壓應(yīng)力大，控制驅(qū)動(dòng)電平浮動(dòng)，很少被采用。 （2）升/降壓式：需用二個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，有一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)浮動(dòng)，電路復(fù)雜，較少采用。 （3）反激式：輸出與輸入隔離，輸出電壓可以任意選擇，采用簡(jiǎn)單電壓型控制，適用于150W以

15、下功率的應(yīng)用場(chǎng)合。 （4）升壓式（boost）：簡(jiǎn)單電流型控制，PF值高，總諧波失真（THD）小，效率高，但是輸出電壓高于輸入電壓。適用于75W2000W功率范圍的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)用最為廣泛。它具有以下優(yōu)點(diǎn)： l1電路中的電感L適用于電流型控制。 l2由于升壓型APFC的預(yù)調(diào)整作用在輸出電容器C上保持高電壓，所以電容器C體積小、儲(chǔ)能大。 l3在整個(gè)交流輸入電壓變化范圍內(nèi)能保持很高的功率因數(shù)。 l4輸入電流連續(xù)，并且在APFC開(kāi)關(guān)瞬間輸入電流小，易于EMI濾波。 l5升壓電感L能阻止快速的電壓、電流瞬變，提高了電路工作可靠性。2按輸入電流的控制原理分（1）峰值電流型。 峰值電流控制PFC中的峰值電流

16、控制和DCDC變換器中的峰值電流控制原理相同，只是電流環(huán)的給定信號(hào)不再是直流而是按正弦規(guī)律變化。開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，電感電流上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)給定電流值時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，電流下降，下一個(gè)時(shí)鐘周期到來(lái)時(shí)，開(kāi)關(guān)管再次開(kāi)通，這樣，電感電流峰值按給定的正弦規(guī)律變化，電感電流波形如圖2-6所示。峰值電流控制的特點(diǎn)：1)峰值電流控制下電流峰值和平均值之間存在誤差，無(wú)法滿足THD(總諧波畸變)很小的要求；2)電流峰值對(duì)噪聲敏感；3)占空比大于05時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生次諧波振蕩；4)需要在比較器輸入端加斜坡補(bǔ)償函數(shù)。圖圖2-6 峰值電流控制峰值電流控制型電感電流波形型電感電流波形（2）滯環(huán)電流型。 滯環(huán)電流控制滯環(huán)電流控制最初用于電

17、壓型逆變器中控制輸出交流電流，后來(lái)也應(yīng)用到整流器中控制輸入，對(duì)Boost型PFC電路而言它是最簡(jiǎn)單的電流控制方式。滯環(huán)電流控制的原理是：電流給定信號(hào)和滯環(huán)寬度決定電感電流的上限Imax與下限Imin，當(dāng)電感電流上升到Imax時(shí)，功率管斷開(kāi)，電感電流下降到Imin時(shí)，功率管導(dǎo)通，如此反復(fù)，電感電流在滯環(huán)寬度內(nèi)變化，電流波形如圖2-7所示。滯環(huán)控制中沒(méi)有外加的調(diào)制信號(hào)，電流反饋控制和調(diào)制集于一體，可以獲得很寬的電流頻帶寬度。滯環(huán)電流控制的特點(diǎn)：1)控制簡(jiǎn)單、電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、內(nèi)在的電流限流能力強(qiáng)；2)開(kāi)關(guān)頻率隨占空比變化，在一個(gè)工頻周期中不恒定，引起EMI問(wèn)題和電流過(guò)零點(diǎn)的死區(qū)；3)負(fù)載對(duì)開(kāi)關(guān)頻率影

18、響很大，濾波器設(shè)計(jì)只能按最低頻率設(shè)計(jì)；4)滯環(huán)寬度對(duì)開(kāi)關(guān)頻率和系統(tǒng)性能影響較大，需合理選取。圖圖2-7 滯環(huán)電流控制滯環(huán)電流控制型電感電流波形型電感電流波形（3）平均電流型 平均電流控制平均電流控制是在峰值電流控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它在乘法器輸出與比較器之間增加了一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器控制輸入電流平均值，使其與電流給定信號(hào)波形相同。由于電流環(huán)有較高的增益帶寬，跟蹤誤差小、瞬態(tài)特性較好。圖2-8示出電感電流波形。平均電流控制的特點(diǎn)是：THD和EMI(電磁干擾)小、對(duì)噪聲不敏感、適用于大功率應(yīng)用場(chǎng)合，是目前PFC中應(yīng)用最多的一種控制方式。 這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是： l1恒頻控制。 l2工作在電

19、感電流連續(xù)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管電流有效值小、EMI濾波器體積小。 l3能抑制開(kāi)關(guān)噪聲。 l4輸入電流波形失真小。主要缺點(diǎn)是： l1控制電路復(fù)雜。 l2需用乘法器和除法器。 l3需檢測(cè)電感電流。 l4需電流控制環(huán)路。 UC3854是一種工作于平均電流的的升壓型（boost）APFC電路，它的峰值開(kāi)關(guān)電流近似等于輸入電流，是目前使用最廣泛的APFC電路。 圖圖2-8 峰值電流控制峰值電流控制型電感電流波形型電感電流波形 為便于進(jìn)行有源功率因數(shù)校正和控制，現(xiàn)在的PFC控制電路已經(jīng)集成化。有多種PFC集成控制電路芯片可供設(shè)計(jì)、研究人員選用。下面以常見(jiàn)的美國(guó)TI公司生產(chǎn)的APFC用集成電路UC3854為例，介紹

20、PFC控制電路的原理及典型應(yīng)用電路。 1. UC3854介紹介紹 1.1 UC3854（PWM控制器-UC3854B-固頻ACM型-CCM PFC輸出-DIP16-ROHS）是一種經(jīng)典的高功率因數(shù)校正器集成控制芯片。其特點(diǎn)是：可以控制AC-DC Boost PWM變換器的輸入端功率因數(shù)接近于1；限制輸入電流的THD小于3%；采用平均電流控制方法；恒頻控制；電流放大器的頻帶較寬（5MHz）等。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1。圖圖3-1 UC3854內(nèi)部工作框圖內(nèi)部工作框圖 由圖可見(jiàn)，UC3854芯片有16個(gè)引腳，內(nèi)部主要由電壓誤差放大器VA、模擬乘法/除法器M 、電流誤差放大器CA、PWM比較器以及R

21、S觸發(fā)器組成，另外還包括三角波振蕩器、功率MOS管的門極驅(qū)動(dòng)器、 7.5V基準(zhǔn)電壓（1%誤差），以及軟起動(dòng)、輸入電壓前饋、輸入電壓鉗位、欠壓比較器、過(guò)流比較器等。 其主要性能為：適用于Boost型電路，單信號(hào)輸出；輸出驅(qū)動(dòng)電壓14.5V，輸出驅(qū)動(dòng)電流1A；開(kāi)關(guān)頻率恒定，最高為200kHz；最大占空比為95。適用于CCM 工作模式，平均電流控制。該芯片還有軟起動(dòng)、輸入電源欠壓保護(hù)以及輸出過(guò)載保護(hù)等功能。基于UC3854的Boost PFC電路具有高穩(wěn)定性和低失真、低噪聲靈敏度的特點(diǎn)。模擬乘法/除法器的輸出信號(hào) 作為基準(zhǔn)電流，它與乘法器的輸入電流 （約 ，取自輸入電壓，故與輸入電壓瞬時(shí)值成比例）的

22、關(guān)系為：式中 為電壓放大器的輸出信號(hào)， 約為1.5 4.77V，由APFC的輸入電壓經(jīng)分壓后提供，K=-1為比例系數(shù)。從 中減去1.5V是芯片設(shè)計(jì)的要求。圖中平方器和除法器（除以 ）起了電壓前饋（feedforward）的作用，使輸入電壓變化時(shí)輸入功率穩(wěn)定。MIACI2502/5 . 1rmsAOACMKVVVIIAOVrmsVAOV2rmsKV1.2 UC3854引腳功能引腳功能 引腳號(hào)引腳符號(hào)引腳功能1GND接地端，器件內(nèi)部電壓均以此端電壓為基準(zhǔn)。2PKlmt峰值限定端，其閾值電壓為零伏與芯片外檢測(cè)電阻負(fù)端相連，可與芯片內(nèi)接基準(zhǔn)電壓的電阻相連，使峰值電流比較器反向端電位補(bǔ)償至零。3CAou

23、t電流誤差放大器輸出端，對(duì)輸入總線電流進(jìn)行檢測(cè)，并向脈沖寬度調(diào)制器發(fā)出電流校正信號(hào)的寬帶運(yùn)放輸出。4Isense電流檢測(cè)信號(hào)，內(nèi)部接至電流放大器反向輸入端，外部經(jīng)電阻接至電流檢測(cè)電阻的電壓正端。4腳電壓應(yīng)高于-0.5V (因采用二極管對(duì)地保護(hù))5Multout內(nèi)部接乘法放大器的輸出和電流誤差放大器的同相輸入端，外部經(jīng)電阻接電流采樣電阻的電壓正端。6Iac乘法器的前饋交流輸入端，與B端相連，6腳的設(shè)定電壓為6V，通過(guò)外接電阻與整流輸入電壓的正端相連。7VAout誤差電壓放大器的輸出電壓，內(nèi)部與乘法器A端相連，外部接RC反饋網(wǎng)絡(luò)，若低于1V乘法器便無(wú)輸出。8Vrms前饋總線有效值電壓端，與跟輸入線

24、電壓有效值成正比的電阻相連時(shí)，可對(duì)線電壓的變化進(jìn)行補(bǔ)償。Vrms的數(shù)值范圍為1.5 4.77V。9Vref基準(zhǔn)電壓輸出端，產(chǎn)生7.5V基準(zhǔn)電壓，并可對(duì)外圍電路提供10mA的驅(qū)動(dòng)電流。10ENA起動(dòng)端，允許比較器輸入端，通過(guò)邏輯電路控制基準(zhǔn)電壓、振蕩器、軟起動(dòng)等，不用時(shí)與+5V電壓相連。 表表3-1 UC3854引腳功能引腳功能11Vsense輸出電壓檢測(cè)端，接電壓誤差放大器反相輸入端。在芯片外與反饋網(wǎng)絡(luò)相連，或通過(guò)分壓網(wǎng)絡(luò)與功率因數(shù)校正器輸出端相連。12Rset12端信號(hào)與地之間接入不同的電阻Rset，用來(lái)調(diào)節(jié)振蕩器的輸出和乘法器的最大輸出。13SS軟啟動(dòng)端，與誤差放大器同相端相連14CT接對(duì)

25、地電容器CT，作為振蕩器的定時(shí)電容，振蕩頻率為：f = 1.25 / Rset Ct15Vcc芯片電源端，正電源閾值為10V16V16GTdrvPWM信號(hào)的圖騰輸出端，外接MOSFET管的柵極，該電壓被鉗位在15V2. UC3854中的前饋?zhàn)饔弥械那梆佔(zhàn)饔?UC3854的應(yīng)用電路框圖如圖3-2所示。 圖圖3-2 UC3854電路框圖電路框圖 在APFC電路中，整流橋后面的濾波電容器移到了整個(gè)電路的輸出端，這是因?yàn)閂in應(yīng)保持半正弦的波形，而Vout需要保持穩(wěn)定。 從圖3-1所示的UC3854工作框圖中可以看到，它有一個(gè)乘法器和除法器，它的輸出為 ，而C為前饋電壓Vs的平方，之所以要除C是為了保證在高功率因數(shù)的條件下，使APFC的輸入功率Pi不隨輸入電壓Vin的變化而變化。 工作原理分析、推導(dǎo)如下： 乘法器的輸出為 式中：Km表示乘法器的增益因子。 Kin表示輸入脈動(dòng)電壓縮小的比例因子。 電流控制環(huán)按照Vin和電流檢測(cè)電阻Ro建立了Iin。 Ki表示Vin的衰減倍數(shù) 將式（3）代入式（4）后有 如果PF=1 效率=1有由（6）可知：當(dāng)Ve固定時(shí)，Pi、Po將隨Vin的變化而變化。而如果利用除法器，將Vin除以一個(gè) 可見(jiàn)在保證提高功率因數(shù)的前提下，Ve恒定情況下，Pi、Po不隨Vin的變化而變化。即通