一种非线性控制方法的PFC技术

开关电源

第３１卷第２期

２０１０年３月

吉首大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｓｈｏｕ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ

Ｖ０１．３１

Ｅｄｉｔｉｏｎ）

Ｎｏ．２

Ｍａｒ．２０１０

文章编号：１００７—２９８５（２０１０）０２—００７２—０３

一种非线性控制方法的ＰＦＣ技术

荣

军１，李一呜２

（１．湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南岳阳４１４００６；２．湖南理工学院计算机学院，湖南岳阳４１４００６）

摘要：区别于传统的单相功率因数校正电路采用的控制芯片，一种新的连续导通模式（ＣＣＭ）的非线性功率因数校正控制芯片ＩＣＥＩＰＣＳ０１被采用，设计了一种全新的单相功率因数控制电路．与传统的ＰＦＣ解决方案比较，这种新的集成芯片

（Ｉｃ）无需直接来自交流电源的正弦波参考信号．该芯片采用了电流平均值控制方法，使得功率因数可以达到１．在保证了功率因数和谐波分量达到要求的前提下，大大降低了ＰＦＣ变换器的设计成本，在中小功率场合下低成本的ＰＦＣ电路中有广阔的应用前景，也为功率因数校正提供了一个新的思路．

关键词：功率因数校正；ＩＣＥｌＰＣＳＯｌ；控制电路中图分类号：ＴＮ８６

文献标识码：Ａ

传统的用于电子设备前端的二极管整流器，因为导致电源线的脉冲电流，从而干扰电网线电压，产生向四周辐射和沿导线传播的电磁干扰，电源的利用效率下降．近几年来，为了符合国际电工委员会６１０００—３—２的谐波准则，有源ＰＦＣ电路正

越来越引起人们的注意．对于小于２００Ｗ的小功率装置，不连续调制模式（ＤＣＭ）因其低廉的价格受到普遍欢迎．另外，它的

控制电路块中只有１个电压控制环，因而采用ＤＣＭ的ＰＦＣ设计简单易行．然而，由于它固有的电流纹波较大，ＤＣＭ很少应用于大功率场合．在大功率场合，ＣＣＭ的ＰＦＣ更具有吸引力．在ＣＣＭ的拓扑结构中，它的传输函数存在电压环和电流环２个控制环路．因而ＣＣＭ的控制电路设计复杂，ＣＣＭＰＦＣ控制器的管脚数目比较多，比较常用的控制芯片是ＵＣ３８５４．本文控

制电路采用英飞凌公司的１种新的非线性控制芯片ＩＣＥｌＰＣＳ０１，这种新的ＰＦＣ控制器，是为了降低设计费用和难度而开发

的，它仅有８个管脚．此外，根据故障模式影响分析（ＦＭＥＡ），很多的保护电路被集成在这块芯片中．本文将对此ＩＣ的控制

电路进行设计，实验结果验证了它的可行性．

１

芯片ＩＣＥｌＰＣＳ０１

传统的ＰＦＣ电路［１］如图１所示，图２中存在２个控制

１．１无直接参考正弦波传感信号的均值电流控制

环：电压环被用来调整输出电压；电流环被用来控制输入电

流．误差放大器的输出Ｕ。决定了输入电流Ｊ。的幅值大小．

Ｖ。乘以正弦波参考信号Ｖ’。得到正弦输入电流．在传统的ＣＣＭＰＦＣ中，Ｖ’．。是必不可少的，它用于产生电流控制环中的正弦波输入电压．

基于非线性控制芯片ＩＣＥｌＰＣＳ０１控制器的设计电路瞳３立ｎｇｆｌ２所示．它仪有８个管脚，也没有直接馈入芯片的正弦

图１

传统的ＣＣＭ有源ＰＦＣ电路

波传感信号．芯片ＩＣＥｌＰＣＳ０１仅有８个管脚，－ｑＵＣ３８５４的电流平均值控制方式相比，具有外围器件少，动态响应快，保护功能更完备的优点．该芯片的基本原理如下所述：假设电压环正处于工作状态，输出电压保持恒定，则一个ＣＣＭ升压型

＊收稿日期：２００９—１２—２６

作者简介：荣军（１９７８一），男。湖南岳阳人，湖南理工学院信息与通信工程学院讲师，硕士，主要从事开关电源技术教学研究．