ob6563_design guide

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1、OB6563設計指導摘要臨界電流控制模式是目前較爲流行的功率因數性負載特徵，有着極低的諧波失真和接近于1校正解決方案，適用于中小功率的交流直流轉換的功率因數。開關電源。其控制思路是在升壓電感電流下降到OB6563是一款適用于升壓式變換器的有源功率零時開通功率開關，在電感電流上升到輸入電流因數校正晶片。典型應用電路如圖2，内部功能平均值的兩倍時関閉功率開關。如圖1所示。電框圖如圖3。感電流波形為准三角波，通過一個低通濾波器，本文將詳細的介紹基於OB6563的功率因數校該三角波形能夠被平滑成一個與輸入電壓幾乎正變換器的設計原理，並給出一個輸出功率為同相位的正弦波形。因此，系統的輸入表現出

2、阻80W的設計實例。圖1電感電流波形L1C6R6D2D3C1D1R8R2R7OB6563C21INVVCC8+ACC4R4Q12COMPGD7+C5On-Brightinternaluseonly3MULTGND6R5C3R14CSZCD5R3圖2典型應用電路©On-BrightElectronicsConfidentialOB_DOC_DG_6500-1-OB6563設計指導圖3OB6563功能框圖1.主要公式為便於理解功率因數校正變換器的設計，本節給出了系統開關頻率、功率器件的有效電流、輸出紋波電壓等重要參數的理論計算公式。為簡化分析過程，作如下假設：A所有功率開關、二極管、電感

3、器、電容器等等均為理想元件。B由於功率開關的開關頻率遠遠高於輸入交流電壓頻率，故認爲在一個開關周期内，交流輸入電壓和輸出電壓均為恆定值。C輸入交流電壓，電流為理想的正弦波，功率因數等於1。1.1基本等式根據基本的電工學原理，可以得出交流輸入端的幾個基本等式：On-Brightinternaluseonly交流輸入電壓V=2Vsin(ωt)（eq.1)inin(RMS)交流輸入電流有效值Pin(avg)I=（eq.2)in(RMS)Vin(RMS)交流輸入電流©On-BrightElectronicsConfidentialOB_DOC_DG_6500-2-OB6563設計指導Pin(

4、avg)I=2sin(ωt)（eq.3)inVin(RMS)1.2開關頻率開關頻率是臨界電流模式的功率因數校正變換器設計中的關鍵參數。該變換器中的開關頻率是可變的，設計中需要考慮系統運行頻率的上下限是否合理。前面提到，由於輸入低通濾波器的作用，輸入交流電流是呈准三角波的電感電流的平均值。根據幾何學原理，准三角波的的峰值是該波形平均值的兩倍。因此，電感峰值電流可以表達為eq.4。功率開關的導通時間、關閉時間和系統開關頻率依次表達為eq.5，eq.6，eq.7。電感峰值電流：Pin(avg)I=22sin(ωt)(eq.4)L(PK)Vin(RMS)功率開關導通時間：L∗IL(PK)T=

5、(eq.5)onVin功率開關關閉時間：L∗IL(PK)T=(eq.6)offV−Voutin系統開關頻率：1Vin∗(Vout-Vin)f==sT+TV∗L∗Ionoffoutpk2V∗sin(ωt)∗(V-2V∗sin(ωt))in(RMS)outin(RMS)=Pin(avg)V∗L∗22∗sin(ωt)outVin(RMS)2V2V∗sin(ωt)in(RMS)in(RMS)=∗(1−)(eq.7)2∗P∗LVOn-Brightinternaluseonlyin(avg)out由eq.7可以得出：開關頻率由輸入交流電壓、輸出電壓、輸入功率和電感值等參數決定。並且該頻率與輸入功

6、率和電感值的乘積成反比。在固定的輸出電壓下，最低頻率發生在每個正弦半波周期的波峰（參考圖4），其與交流輸入有效電壓的關係是一個非綫性的函數（參考圖5）©On-BrightElectronicsConfidentialOB_DOC_DG_6500-3-OB6563設計指導90Vac115Vac180Vac230Vac264VacNormalizedFrequency0306090120150180PhaseAngle圖4開關頻率的歸一化值和交流電壓相位角的關係（輸出電壓=400V）1.11.00.90.80.70.60.50.40.3fs(Vin)/fs(180Vac)0.20.10.

7、00306090120150180210240270InputRMSVoltage(Vac)圖5正弦波波峰処開關頻率歸一化值和交流輸入電壓有效值的關係（輸出電壓=400V）On-Brightinternaluseonly開關頻率上下限由圖4，5可知，最低開關頻率發生在某一交流輸入電壓的正弦半波的波峰処，而最高頻率發生在正弦波的過零點。關於系統開關頻率的設定必須考慮到如下兩點：1）開關頻率在低於20KHz將出現可聽到的噪音，設計中必須避免，2）高於150KH