临界导电模式有源功率因数校正器的设计

在图1中，5脚是零电流检测输入端，接在变压器二次侧，因而检测到的是电感电流，即外电源流入负载的电流。当电感电流为零时，ZCD的输出翻转，将内部的RS触发器置“1”，7脚输出高电平，使Q1导通。外电源通过桥式整流，使变压器一次侧和Q1导通，电流流过变压器一次侧，将电能储存于电感中。当电感电流增大到一定值时，Q1又关断，这也是通过RS触发器进行控制的。1脚接PFC输出电压的分压，该电压经EMP放大后，与由3脚输入的电压分压值在MULT中相乘，MULT的输出与由4脚输入的Q1的电流比较。
当输入Q1的电流值大于MULT输出的电流值时，OIC输出电平翻转，将RS触发器置“0”，该电平由7脚输出，关断Q1。因此，MULT的输出电流即通过Q1的电流的门限值，该门限值随输入电压的变化而近似呈正弦规律变化。当Q1关断后，变压器一次侧的电流逐渐减小，当此电流接近零时，又导致ZCD的输出翻转，将RS触发器置“1”，Q1导通，重复以上过程。
当负载突然关断、启动或输出端出现浪涌时，会出现输出电压过高的情况，这时OVC会发挥保护作用。此时，过压保护器的输出电平发生翻转，将RS触发器置“0”，关断Q1。器件内设定的比较器门限电压为1．08 V。欠压锁定的作用在于监控电源正极电压。当8脚的电压Vcc低于下限值时，UVLO输出低电平，7脚也输出低电平，关断Q1。定时器的作用是在电感电流下降到零时启动Q1。

2 系统主要技术指标的设计
根据需要，设计了一个150 W PFC系统，其信号流程及信号波形如图3所示。其主要参数为：交流输入电压范围为175～265V；最大输出功率为150 W，若Boost电路的提升电压为400 V，则额定直流电流为375 mA；若转换效率为η=90％，则额定输入功率Pin=P0／η=167 W；最小开关频率选为fmin=25 kHz；输入偏移因子IDF=0．98；最大纹波峰一峰值为8 V。

3 电路主要参数的计算
3．1 电感L的计算
最低工作频率条件下所需的电感值可通过式(1)求得：

式中：Vin为稳压输人峰值电压最大值；Pin为输入功率最大值；fmin为开关频率最小值。将主要参数代入式(1)得：
L=544μH
在该设计中取L=550μH。
3．2 输入滤波电容的设计
输入滤波电容的主要作用是滤除输入端的高频噪音，其容量很小。但如果其取值太小，很难较好地滤除输入的高频噪音，另一方面其取值又不能太大，否则会引起较大的输入电压偏移。
3．2．1 输入滤波电容的下限值
输入滤波电容的下限值由输入滤波电容的最大纹波电压决定，可用式(2)计算：

[p]
式中：△Vcin(max)为滤波电容的最大纹波电压，一般情况下，该值可取小于最低输入电压峰值的5％。将主要参数代入式(2)得：

3．2．2 输入滤波电容的下限值
输入滤波电容的上限值由输入偏移因子IDF决定，可用下式计算：