经典PFC芯片L6562D内部工作原理集锦.doc

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1、过高的峰值电流和RMS电流比，使得交流电网电压畸变，在三相线输电电网中，使中性线过电流，总之，会使电网的输电能力减弱。由于使用了开关技术，功率因数矫正器（PFC）位于整流桥和滤波电容之间，从电源获取一个准正弦波电流，与线电压同步，功率因数变得非常接近1（可以超过0.99），上述的缺点得以消除。从理论上来讲，任何开关拓扑技术都可以用来获取一个高功率因数，但是，实际应用中，升压拓扑是一种最流行的方式，因为它有以下优势：1）主要是，因为升压电路所需的元件最少，因此这种方式最便宜的。还有：2）由于升压电感位于整流桥和开关之间，引起的电流di/dt比较低，可以使输入产生的噪音最小化，可以减少输入EMI

2、滤波元件。3）开关管的源极接地，便于驱动。然而，升压拓扑结构要求输出的直流电压要高于输入的最大峰值电压（400V是一个典型值对于220V输入或宽电压输入）。而且，输入和输出之间是没有隔离的，线电压上的任波动（主要指浪涌）都会影响到输出端。目前广泛应用于PFC控制的方法有两种：固定频率的平均电流PWM模式和临界，PWM模式（TM模式）（固定开通时间，频率变化）。第一种模式控制方法复杂，需要一个精密的控制芯片（如ST的L4981A,同时需要一片L4981B来进行频率调制）并且需要很多的外围元器件。第二种模式只需要一个简单的控制器（例如ST的L6561），很少的外围器件，因此这种方式更便宜。在第一

3、种方式中，升压电感工作于连续模式，临界模式（TM）使电感工作在介于连续和不连续模式之间，从定义上来看，相对同样的输出功率，工作在临界模式（TM）的峰值电流会比连续模式下更高，峰值电流的高低会影响到产品的成本，所以，建议在低功率输出时使用临界模式（小于150W），第一种方式适合在更高的输出功率中应用。L6561有以下几个重要特点：--欠电压迟滞锁死；--极小的启动电流（典型值50uA，90uA即可保证正常启动），简易的启动电路（仅需一个电阻），非常低的功耗；--内部参考信号精度为1%（在Tj=25°C）；--具有使能功能，可以关断芯片，减少电路功耗；--两级过压保护；--内置启动器和零电流检测

4、电路用来运行临界模式；--内置乘法器动态延续以适应宽输入电压应用，卓越的THD；--电流检测脚内置RC滤波；--高性能图腾柱输出，可以直接驱动MOSFET或IGBT.L6561已经最优化，可以用来作为基于升压拓扑电路的功率因数校正，如电子镇流器，AC-DC适配器，低功率开关电源(<150W)。然而，由于它的卓越性能和非常少的外围元件，同样也可以在其他拓扑结构中使用。在低功率离线式AC-DC转化器中（使用隔离反激式拓扑）带PFC或不带PFC就是最常见的应用例子。L6561内部模块描述正如图片1（内部原理图）中所画的那样，一个线性电压调节器通过Vcc产生一个7V的内部电压用来给芯片内部供电，但是

5、输出驱动MOSFET是由Vcc直接供电。另外，一个带隙电路产生一个精准的2.5V内部参考电压（2.5V+1%），用于环路控制，以此来获得一个稳定的调节。在图片2中可以看到，一个欠电压锁死迟滞比较器，用来保证只有当输入电压足够高，芯片才运行，以此保证芯片运行在可靠的条件下。差分放大器和过压检测模块（见图片3和4）差分放大器（E/A）的反向输入端，通过外部的分压电路连接到输出主线上,升压后的直流电压Vo经过电阻分压和内部的参考电压比较，以此来调节内部控制器，使输出电压得以稳定。差分放大器的输出用来做频率补偿，通常在输出端和反向输入端之间并联一个反馈电容来实现。差分放大器的带宽非产的低，因为差分放

6、大器的输出周期必须始终大于线性频率的半个周期（差分放大器的频率低于100Hz(线性频率的一半周期)），才能获得高功率因数。差分放大器的动态输出，箝位在2-5.8V之间，箝位的目的是使差分放大器能在过电压低压饱和状态和过电流高压饱和状态中快速恢复。芯片拥有两级过电压保护功能（OVP）,通过连接到差分放大器的输出脚来实现。一旦过电压，差分放大器的输出会趋向于低饱和状态，但是差分放大器的响应速度非常慢，因此要花比较长的时间才进入饱和状态。另一方面，一旦过压必须马上校正过来。因此，就很有必要需要一个快速的过压检测器，在稳定状态下，通过R1的电流和通过R2的电流是相等的，因为补偿电容不能流过直流电流的

7、，（同时差分放大器的反向输入端也呈现高祖状态）；IR1,R2=(Vo-2.5)/R1=2.5/R2当输出电压突然升高时（由于负载突变），通过R1的电流也增大，但是通过R2的电流不会变大，因为R2上的电压在内部固定为2.5V，不是因为E/A慢。增大的电流通过反馈电容流入到差分放大器的低阻抗输出端，增大的电流将被检测到。在这种情况下，两种步骤将发生。当增大的电流达到37uA时，乘法器的输出电压将减少，导致从电源输