连续EMI小2输入电流与输出功率范围宽3结构简单控制器容易实现其基本控制结构见图222双闭环的设计APFC电路需要引入电压和电流双闭环反馈其目的是实现整流与稳压功能得到较高功率因数电压环外环稳定输出电压电流环内环使输入电流很好地跟踪输入电压波形其原理描述如下1通过检测整流后的输入电压Iac与输出直流电压Vse
se来实时调整功率开关的占空比使输出电压保持稳定2电流环的设计是PFC电路设计的核心输入整流电压Iac输出电压误差放大器输出Vea和前馈电压Vff通过片内乘法器后形成基准电流信号采样到的电感电流与该基准电流进行比较后其高频分量开关频率20kHz进入电流误差放大器进行补偿平均化处理和放大得到的平均电流误差与锯齿波相比较决定功率开关的占空比使占空比的变化遵循正弦规律结果电感电流能够跟随基准电流功率因数得以提高
图2APFC基本原理
f221输入电流中的三次谐波分析三次谐波抑制是控制器设计的关键PFC控制芯片是通过乘法器的编程来得到电流基准信号Imult的输入电流IL主要取决于基准电流因此分析输入电流的谐波失真可转化为分12析乘法器输出电流Imult的谐波对于UC3854BN
1经过推导得
其中A1表示前馈电压二次谐波含量A2表示电压误差放大器输出电压纹波含量由式2可知消除输入电流中的三次谐波关键在于前馈电压滤波环节和电压误差放大器补偿网络的参数设计222电压环设计A前馈电压滤波环节设计该环节如图2所示因为全桥整流后输出电压含有约66的二次谐波且前馈电压滤波环节要求瞬态响应要快所以设计时二次谐波衰减和快响应速度要综合考虑采用双极点滤波两极点频率相同正是折衷考虑了二者关系另外这样设计使得输入电流与输入电压同相位B电压误差放大器补偿网络参数设计BOOST电路输出部分的低频响应表现为电流源驱动输出电容的一阶电路其中该电流源由功率部分和电流反馈环组成为工作稳定电压环必须进行补偿其目的是保持输出电压稳定且高于输入电压峰值和减小输入电流畸变为兼顾二者必须综合考虑电压补偿的带宽与相位裕量电压误差放大器采用PI调节方式如图2输出电压上的二次纹波经PI调节器后得到衰减由此可以算出电压放大器的二次谐波增益由该增益值可以算出电压放大器的补偿电容通过设定整个电压环增益为1来算出电压误差放大器的极点频率fpfp是电压回路的单位增益频率再由该极点频率算出补偿网络的电阻Rvf223电流环参数设计电流环的设计是使平均r