FAN7530實現有源功率因數校正器-技術方案

精品文檔-下載后可編輯FAN7530實現有源功率因數校正器-技術方案O引言

PFC的英文全稱為“PowerFactorCorrection”，意思是“功率因數校正”。PFC是電腦電源中的一個非常重要的參數，全稱是電腦功率因素，簡稱為PFC，等于“視在功率乘以功率因素”，即：功率因素=實際功率/視在功率。功率因素：功率因數表征著電腦電源輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率的度量，在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統里則要復雜些：即有部分交流電流在負載里循環(huán)不傳輸電能，它稱為電抗電流或諧波電流，它使視在功率（電壓Volt乘電流Amps）大于實際功率。視在功率和實際功率的不等引出了功率因素，功率因素等于實際功率與視在功率的比值。只有電加熱器和燈泡等線性負載的功率因素為1，許多設備的實際功率與視在功率的差值很小，可以忽略不計，而像容性設備如電腦的這種差值則很大、很重要。近美國PCMagazine雜志的一項研究表明電腦的典型功率因素為0.65，即視在功率（VA）比實際功率（Watts）大50％！

提高開關電源的功率因數，不僅可以節(jié)能，還可以減少電網的諧波污染，提高了電網的供電質量。為此，研究出多種提高功率因數的方法，其中，有源功率因數校正技術（簡稱APFC）就是其中的一種有效方法，它是通過在電網和電源之間串聯加入功率因數校正裝置，目前常用的為單相升壓前置升壓變換器原理，它由專用芯片實現的，且具有高效率、電路簡單、成本低廉等優(yōu)點，本文介紹的低成本電壓型臨界工作模式APFC控制芯片FAN7530即可實現該功能。

1FAN7530的電路特點

1.1內部電路

如圖l所示，FAN7530NDIP8封裝，也有SMD封裝（FAN7530M），內部含有自啟動定時器、正交倍增器、零電流檢測器、圖騰柱驅動輸出、過壓力過流欠壓保護等電路。

1.2FAN7530PFC控制芯片的性能特點

該芯片的特點是采用電壓控制臨界工作模式，其它性能特點如下：

160μs的內置啟動定時電路；

低的THD及高的功率因數；

過壓、欠壓、過流保護；

零電流檢測器；

CRM控制模式；

工作溫度低一40℃～+125℃；

低啟動電流（40μA）及低工作電流（1.5mA）。

FAN7530是一個引腳簡單、高性能的有源功率因數校正芯片。對輔助電源范圍不要求，輸出圖騰驅動電路限制了功率MOSFET短路的危險，極大地提高了系統的可靠性。

2有源功率因數校正原理設計

2.1功率因數校正原理

如圖2所示，控制芯片采用FAN7530，功率MOSFETS1的通、斷受控于FAN7530的零點流檢測器，當零電流檢測器中的電流降為零時，即升壓二極管D1中的電流為零時，S1導通，此時的電感L開始儲能，電流控制波形如圖3所示，這種零電流控制模式有以下優(yōu)點：

由于儲能電感中的電流為零時，S1才能導通，這樣就大大減少了MOSFET的開關應力和損耗，同時對升壓二極管的恢復時間沒有嚴格的要求，另一方面免除了由于二極管恢復時間過長引起的開關損耗，增加了開關管的可靠性。

由于開關管的驅動脈沖時間無死區(qū)，所以輸入電流是連續(xù)的，并呈正弦波，這樣大大提高了系統的功率因數。2．2應用設計舉例技術要求：

輸入電網電壓范圍AC90～265V；

輸出直流電壓DC400V；

輸出功率150W。

2．2．1PFC電感的設計

電感的電氣原理圖如圖4所示。

2．2．2升壓MOSFET的選擇

2．2．3升壓二極管的選擇

2．2．4整流橋的選擇

如圖5所示FAN7530N在APFC前置變換器中的應用電路。

3使用FAN7530的問題及解決方法PFC中的自舉二極管速度越快越好；

注意MOSFET的源極與地線的連接，減少諧振的發(fā)生；

PFC升壓后高壓電容的容量要夠，盡量采用標準值；

整流橋后的金屬化薄膜電容調整可以改變諧振；

FAN7530的腳1和腳3之間加R/C，適當調整參數可以減少輕載不穩(wěn)定；

FAN7530的腳1和腳2之間的電容值影響啟動時間；

該芯片在使用中發(fā)現，有很多優(yōu)點，也