一种非线性控制方法的PFC技术(2)

开关电源

第２期荣军，等：一种非线性控制方法的ＰＦＣ技术

ＰＦＣ控制系统的ＭＯＳＦＥ＇Ｉ’关断占空比为

７３

ＤⅢＦ＝粤。

ｒ

ｒ

（１）

Ｌ，ｒ痄｝

其中Ｄ。ｍ，正比于Ｖｔ。．电流环的目的在于调整电感电流的平

均值，使得它正比于关断占空比Ｄｒ”，从而正比于输入电压

Ｖ¨，即

ｆＩＮ。￡Ｄ‘）ＦＦＯＣＵＩＮ．

（２）

１．２增强动态响应

由于ＰＦＣ的固有属性，ＰＦＣ动态环路总是用低带宽进

行补偿，目的是不对频率为２ד波纹响应．这里ｆＬ指的是

交流电源线的频率．所以当负载突变时，调整电路不能作出

图２基于ＩＣＥｌＰＣＳ０１的控制电路

快速响应。从而引起输出电压起落过大．为了解决这个ＰＦＣ

应用中的问题，在芯片中采用了增强动态响应．一旦输出电压超出正常值的５％，ＩＣ将跳过慢补偿运算放大器，直接作用于内部非线性增益块而影响占宅比．输出电压能够在一个短时间内回复到正常值．１．３软启动

具有高效的软启动功能，从而可以控制启动电流，使其

输入电流幅度连续而渐进地｝升到较高的值，直至输出电压达到额定电压的８０％．然后进入正常的控制模式，这一启动过程中的电流波形，如图３所示．相对于一般的的软启动系统，该系统仅控制占夺比，输入电流保持正弦，不激活峰值电流限幅．因此升压二极管小会受到因高占空比而形成的大电流的冲击．这个高的浪涌电流将会危及升压二极管。特别对碳化硅升压二极管，因为相对硅二极管来说，碳化硅二极管的峰值电流能力更小．

ｔ／Ｓ

毫

图３软启动控制电流波形

２

设计指标及主电路参数选择

设计指标：交流输入８５～２２０Ｖ；输出电压为３８０Ｖ；输出功率为３００Ｗ；效率为９５％；变换器工作频率为１００ｋＨｚ．

２．１输入电感Ｌ的选择

Ｂｏｏｓｔ临界电感的计算必须是在最差的情况下得到，即输入电压最低输出满载的时候来确定，］．输入电流为

卜拉×窘＝厄×番‰乩２５

ｙ＾ｊ．

Ｕ．Ｈ０＿：Ｊ（巧ａ

Ａ．（３）

允许的纹波电流一般是取输入电流的２０％来确定，即

Ａｌ＝０．２１．一０．２×５．２５＝１．０５Ａ．

（４）

最大导通时间为

Ｌ。＝紫ｔ一错ＵＦ＝器３８０淼１００××３…一…’１０＝６．…０＿６

１“

ｓ，

Ｕ（Ｊ—

（５）…

ｎ。

由电磁感应的基本公式推导出临界电感的计算公式为

坚：＜ｉ墨！！丕！：！圣！Ｑ．！

△』

１．０５

（６）

因此可取升压电感Ｌ为１ｍＨ．２．２输出电容ｃ的选择

选择输出电容时，电容的输出电压维持时间非常重要．当输入能匿截止时，要求电容电压仍呵维持在某特定范围内．典

型维持时间为１５～５０容电容ｃ为

ＩＴＩＳ．３００

Ｗ输出的离线式电源中，通常要求每瓦输出１～２肛Ｆ的电容来达到维持时间的要求，输出电

………’ｃ＝｛黻＝互兰，＿坠３塑８０害毛；掣８５＝１０４＿：）（１０“Ｆ．

。ＵＡ一【，‰ＩＮ

２—２

（７）…

其中维持时间ｆ“为２４ｍｓ，为了方便选取电容，取Ｃ＝３３（１“Ｆ．２．３功率器件的选择

根据功率器件流过的最大电流和需承受的最大电压来选择功率器件．整流选择耐压值为４００Ｖ的整流桥ＲＳ６０４，二极管Ｄ选择ＭＵＲ８６０１、，ＭＯＳＦＥＴ选择ＩＲＦＰ４６０．