增强PFC段性能的两种简单调整方法

图4显示出现不稳定性问题时高输入线路(正弦波顶端，此处Vin约为380V)下的VAUX电压。我们可以看到MOSFET关闭时，VAUX电压轻微跃升至高于ZCD阈值。由于其大纹波的缘故，在退磁相位期间，VAUX电压首先增加，然后下降。由于在某些开关周期的末段VAUX接近ZCD阈值，这VAUX电压下降导致零电压比较器在电感磁芯完全复位前就翻转(trip)。图5证实了这一论断。有时，升压二极管仍在导电时，PFC段开始新的周期。这个现象主要导致线路电流失真(见红色迹线)、功率因数退化，并可能有一些频率处在人耳可听到的噪声。

改善高线路工作的简单调整方法

如图6所示，在VCC与引脚5(ZCD引脚)之间布设一颗电阻，能够减轻或抑制这个现象。这样一来，ZCD引脚上就产生了偏置。

图6 ZCD引脚上的调整

在测试的应用中，VCC为15V，且Rzcd=68kΩ。在VCC与引脚5之间增加一颗电阻Roff=680kΩ，就改变了施加在引脚5(ZCD引脚)上的电压。退磁相位期间ZCD引脚上施加的实际VAUX电压就变为：

　　　(1)

然后，施加在引脚5上的电压就偏置。事实上，这就像是VAUX电压与减小了1.36V的ZCD阈值比较。这样一来，新的实际ZCD阈值就是：

Vpin5上升：最低值为0.74V，典型值为0.94V,最大值为1.14V；

Vpin5下降：最低值为0.14V，典型值为0.24V,最大值为0.44V。

这些降低的ZCD阈值增加了ZCD的精度，并能抑制CCM工作，在相同条件下获得的波特图（见图7）就证实了这一点。

图7 调整改善器件工作

必须注意，Vpin5下降(我们的案例中是1.5V)时，偏置必须保持在低于ZCD最低阈值。这是为了确保新的实际ZCD阈值(Vpin5下降时) 保持高于0V。否则，系统可能难于检测磁芯复位并因此启动新的开关序列。出于这个目的，应当考虑到VCC的变化。

启动时的大过冲

PFC段从输入线路正弦波电压源吸收正弦电流，因此，它们为负载提供仅匹配平均需求的方波正弦功率。输出电容(大电容)"吸收"实际提供的功率与负载消耗的功率之差值。

● 馈送给负载的功率低于需求时，输出电容放电，补偿功率差额。

● 提供的功率超过负载功耗时，输出电容充电，存储多余的能量。

因此，输出电压呈现出输入线路频率2倍的低频交流含量。不利的是，PFC电流整形(current-shaping)方法均基于控制信号无纹波的假设。否则，就不能够优化功率因数，因为输入线路电流重新复制了控制信号失真。这就是众所周知的PFC电路动态性能差的原因。它们的稳压环路带宽设得极低，从而抑制100Hz或120Hz纹波，否则输出电压就会注入这纹波。

由于系统极慢，PFC段遭受陡峭的负载或输入电压变化时，会在大电容上呈现出大的过冲(over-shoot)或欠冲(under-shoot)。启动序列就是这些瞬态中的一种，能够产生大的电压过应力(over-stress)。

图8 输出电压纹波

图9展示能在启动相位期间观察到的那类过冲。这波特图是使用由NCP1607驱动、负载是下行转换器的PFC段获得的。

图9 启动相位期间的过冲

承受启动过冲

应用软启动是减小过冲的一种自然选择。然而，设计人员所选择的控制器并不必须具有这个功能特性。此外，从定义来看，这种功能减缓了启动速度，而这并非总是可以接受。

另外一种简单的选择涉及在反馈感测电阻分压器处增加一个电容，如图10所示。在这个图中，我们假定感测网络中上部的电阻分割为两个电阻，而电容Cfb并联连接在其中一个电阻的两端。

10 小幅调整反馈网络

如果控制电路中嵌入了传统的误差放大器，让我们分析电容Cfb的影响。在稳态，Cfb改变了传递函数。通过检测，我们立即注意到它增加了：

作者：安森美半导体公司 Jol Turchi    来源：今日电子／21ic