【经验】单级PFC电路的特点以及电源调试注意事项

时间： 2021-09-24 来源：爱浦电子

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爱浦电子在本文将对单级PFC电路的特点以及电源调试注意事项进行详细的讲解，为工程师们的设计提供理论基础。详细介绍内容如下：

1、单级PFC电路的特点

● 优点:
1: PF值较高，可达0.95以上
2: 电路简单，成本低，初级无电解电容
3: 功率密度高，相对体积小

● 缺点:
1: 100Hz工频纹波大，不适用于低电压输出
2: mos管承受应力大
3: 由于无电解浪涌难过
4: 做LED驱动电源时频闪问题不好调
5: 保持时间短
6: THD大于10%

2、管脚号管脚名称功能描述
•1 INV 误差放大器的倒相输入。推进转换器的输出应该分配2.5V给INV管脚。
•2 EA_OUT 误差放大器的输出管脚。此管脚和INV管脚之间连接一个反馈补偿网络。
•3 MULT 乘法器输入管脚。全幅的交流电压通过一个电阻分压器提供正弦波参考电压给MULT管脚。
•4 CS PWM比较器输入管脚MOSFET管电流经过一个电阻后，转变为电压提供给CS管脚。内置的R/C滤波器可以抑制任何高频噪声。
•5 Idet 零电流检测输入管脚。检测升压电感上的磁感应电压,实现TM工作模式,负边缘触发开通MOS管
•6 GND 接地管脚。
•7 OUT 阈值驱动器输出管脚。这个推挽输出级的峰值电流500mA可以驱动功率MOSFET管。
•8 VCC 驱动器和控制电路的工作电压。

图1. 基本原理图

图2. 单级PFC应用原理图基本原理

通过反激变压器的初级电感作为PFC电感来实现功率因素调制.
通过INV脚来实现次级输出反馈控制

3、各引脚设计及其功能实现:
•1 INV 误差放大器的倒相输入。推进转换器的输出应该分配2.5V给INV管脚。

图3.

•2 EA_OUT 误差放大器的输出管脚。此管脚和INV管脚之间连接一个反馈补偿网络。

图4.

•3 MULT 乘法器输入管脚。全幅的交流电压通过一个电阻分压器提供正弦波参考电压给MULT管脚。

图5.

•4 CS PWM比较器输入管脚MOSFET管电流经过一个电阻后，转变为电压提供给CS管脚。内置的R/C滤波器可以抑制任何高频噪声。

图6.

•5 Idet 零电流检测输入管脚。检测升压电感上的磁感应电压,实现TM工作模式,负边缘触发开通MOS管

图7.

•6 GND 接地管脚。
•7 OUT 阈值驱动器输出管脚。这个推挽输出级的峰值电流500mA可以驱动功率MOSFET管。

图8.

•8 VCC 驱动器和控制电路的工作电压。

图9.

4、45W单级PFC 电源主要元件的选择：
电源参数：Po=45W，n=0.88，PF=0.95，Vo=65V，Io=0.7A 恒流

变压器：选PQ2625
• Pin=Po/n=45/0.88=51W
• Irms=Pin/Vrms=51/85=0.6A
• Ipk=2^0.5*Irms=1.414*0.6=0.85A
• ILpk=2*Irms/D=2*0.85/0.48=3.54A
(假设D=0.48)
• Lp=Vindc*Tonmax/ILpk=120*0.48*25/3.5=400uH
• Np=(Lp×ILpk)/(Bm×Ae)=400*3.54/(0.25*119)=48T(选PQ2625磁心,Ae=119 mm^2 Bmax=0.25)
• Ns=Np*Vo*(1-D)/(Vindc*D)=48*75*0.52/(120*0.48)=33T
• Naux=11T(输出恒流范围满足40V-70V，Vcc供电最大23V，最小12V）
根据变压器骨架宽度和电流密度，变压器参数设计为：

图10.

MOS管：
Vdsmax=Vindcmax Vo*Nps Vspike=380 75*1.45 100=588V ILpk=3.54A
按电压85%的降额，电流40%的降额，选择MOS管为8A 800V

输出二极管：
Vrrmax=Vindcmax/Nps Vo Vspike=380/1.45 75 50=387V Io=0.7A
这里我们选5A/400V的超快二极管SF56G
1：反激单级PFC的重点部分：PF值的控制和次级反馈相互关联。
2：COMP脚负反馈网络的调试
3：L6562做单级PFC时，开环不受控制。
4：输出纹波的控制，尽可能地加大输出电容
5：输出检测信号要加必要的滤波电路

5、45W单级PFC电源调试注意事项：

图11.

图12.

图13.

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型号- UA25-220E0512H2,FN1-15D24B3N,FN1-XXDXXH6,FD30-36S09B3C,FD50-24S15B3C,PFD12-18D05A32,BK20-H1N4,FD20-110SXXB33-T,FA40-220S3V3H3N4,FD15-18S05A3,FD50-B33-TS,FA8-220S05B9N3-1,PFD12-18S09A3C2,KW3-24S24ER3,FD12-36S15A34,WD100-48S12N1,VD150-110S12N1,FD30-A3R-T,DD6-05SXXE3C2,FW2-XXSXXC,FA3-300SXXY2N3-TS,FD20-36S3V3A3C,RS485-05LSSV,FW2-12S12C,WD150-48S12N1,NN1-3V3S3V3ANT,FD20-XXSXXA3C2,RS485-XXXSAVC SERIES,NN3-05S09CN,BK40-600S12W2N4,KW1-24D05E3R3,FD6-36S15A3,K783V3-2000,DD10-24D05E3C2,DA5-220S05G9D4,PFD20-A3 SERIES,WD100-48S12Q1,NA150-220SXXL1 SERIES,BK20-600S24H1N4,NN2-A3NR3 SERIES,FA15-220S12V8Y2N3,FA15-220S12V7B9N3-1,FD6-110SXXA3N4-TS SERIES,NN2-12S15ANR3,FD20-A3C2,NW1-05D12DR3,RS485- HSAV,FA25-220SXXH2D4,RS485-XXXSAVC,KW1-24S12E3R3,WD50-110S12K1,RS485-XXHSA,FA20-300S3V3H2D4,FN1-05D05B3N,FD6-18S12B2C5,FA20-300S24H2D4,FD15-18D05A3,LC-AC01P2 SERIES,WD50-48S24K1,FA5-220E05XXC2D3,WD600-48S28R1,NN3-12S12C4N,UD6-36S3V3E3,WD150-48S12Q1,FD20-B33,FD15-A3-T SERIES,DA120-1000S24G1N4,FA15-220SXXG2N4 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