单周期控制 PFC 电路研究及芯片应用介绍

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1、单周期控制PFC电路研究及芯片应用介绍摘要：目前一些新型功率因数校正芯片使用的单周期控制技术（One-CycleControl，OCC）无需传统PFC芯片所需的模拟放大器、输入电压采样，以及固定的三角波振荡器。大大简化了PFC电路的设计和缩小了装置体积，为电源PFC级提供了简便、灵活、高密度的解决方案。本文详细分析了新型单周期控制PFC电路的原理及电路实现并介绍了两种使用了单周期控制技术的PFC芯片。通过实验验证了单周期控制是一种简便易用而且性能优异的PFC控制方法。关键词：功率因数校正；单周期控制；IR1

2、150S；ICE1PCS01；PowerFactorCorrectionCircuitsBasedOnOne-CycleControlTechnique(ElectricEngineeringCollege，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641China)Abstract：NowadaysnewgenerationPowerFactorCorrectioncircuitsbasedon"One-CycleControl(OCC)"technique

3、deliverthehighperformanceofContinuousConductionMode(CCM)PFC.OCCdoesnotneedthetraditionalanalogmultiplier,AClinesensingorfixedoscillatorramp.ThispaperanalysisthetheoryofOCCandintroducetwokindsofPFCICsusingOCCtechnique.Theexperimentsshowboththeflexibilityand

4、goodperformanceofthem.Keywords：Powerfactorcorrection;One-Cycle-Control;IR1150S;ICE1PCS010引言然而，传统功率因数矫正电路技术复杂、设计步骤繁琐、所需元件多、体积大而且成本高，例如开关电源以其效率高，功率密度大而在电源领使用经典的UC3854芯片开发的PFC电路。因此设域中应用越来越广。但传统的桥式整流，大电容滤计时其往往要在性能和成本之间进行折衷。近年来波的开关电源存在一个致命的弱点：低功率因数，单级PFC的研究集中于如

5、何简化传统的PFC控制电一般为0.45～0.75。而且其无功分量基本上为高次路结构，避免对输入电压采样和使用复杂的模拟乘谐波。目前各国都对开关电源装置的输入谐波要求法器。文献[1]中提出的单周期控制（One-Cycle制定了标准，多数开关电源都需要加装PFC级来满Control，OCC）的PFC电路很好的解决了这个问题。足功率因数以及谐波含量的要求。目前已有两种基于单周期控制的PFC芯片，它们不仅简便可靠，而且外围所需元件少。为PFC电路的式中dd=1−为开关管的关断占空比。该式即为单设计提供了一种全球适用

6、的优秀解决方案。周期控制PFC电路最重要的数学模型。V在理论上m1单周期控制技术分析是与V成比例的直流电压，若占空比d或d可以满o1.1单周期控制PFC电路的原理及电路实现足式（5），则可以保证电感电流i与半波正弦输入gPFC电路的控制目的是要使电感电流i的低频g电压v一致，实现PFC功能。设变换器的开关周期波形（50Hz或60Hz）跟随整流后的输入电压波形gv，同时又要保持输出电压为V（允许一定纹波）。为T，构造单周期控制方程组：go⎧VtVitR1()=−()0<<τT若控制电路的控制策略满足了电感电流

7、与输入电mgs⎪Ι⎨1dT（5）压成比例且相位一致，整个变换器可以等效为一个⎪Vt2()=<∫Vdmτ0t<2π⎩T0电阻R。则：e或者：vRig=×eg（1）⎧VtitR1()=

8、，其输入电压、输出电（5）控制方程对应的电路中时钟信号CLOCK是开压和开关管占空比d的关系为：关管开通的控制信号，而式（6）的电路中时钟信vVgo=×−(1d)（2）号CLOCK是开关管关断的控制信号。所以也将式（5）合并式（1）和式（2）可得：的控制模式称作“后沿调制”，式（6）的控制模式Rego×=×−iV(1d)（3）称作“前沿调制”。由控制方程组可知，只要通过电路实现Vt1()和Vt2()的比较即可确定