TOPSwitch在PFC中的應(yīng)用

摘要：介紹TOPSwitch在PFC中的應(yīng)用，討論PFC應(yīng)用TOPSwitch的優(yōu)點(diǎn)，給出設(shè)計(jì)思路、基本電路和元器件參數(shù)。

關(guān)鍵詞：PWMPFC預(yù)補(bǔ)償

PFC Using TOPSwitch

Abstract： In this paper, the use of TOPSwitch in PFC is introduced, the better characters of TOPSwitch used in PFC is discussed, the design idea and the parameters of appliance in the base circuitry are given.

Keywords： PWM PFC Precompensation

1引言

　　功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各種電源裝置電網(wǎng)側(cè)電流正弦化，使電網(wǎng)資源得到充分利用，基本上消除負(fù)載對(duì)電網(wǎng)、負(fù)載對(duì)負(fù)載之間的高次諧波污染，凈化電網(wǎng)。單相PFC已進(jìn)入實(shí)用階段，實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，較為常見(jiàn)的有用UC3854為控制IC設(shè)計(jì)的3kW以下的PFC電路，但該電路較為復(fù)雜，外圍元件多，特別是小功率的應(yīng)用，如150W，該電路就顯得復(fù)雜，成本高。本文介紹了用TOPSwitch設(shè)計(jì)的功率150W以下簡(jiǎn)捷的PFC電路設(shè)計(jì)。

2TOPSwitch在PFC中應(yīng)用的設(shè)計(jì)原理

　　TOPSwitch為三端脈寬調(diào)制（PWM）開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)相同的功能，TOPSwitch外圍元件最少。并且TOPSwitch具有開(kāi)關(guān)電源所有必須的功能，內(nèi)含功率MOSFET，PWM控制器，內(nèi)起動(dòng)電路，環(huán)路補(bǔ)償和熱關(guān)斷電路。所以它能使電源電路得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，此為TOPSwitch設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)，并且TOPSwitch設(shè)計(jì)電源電路保證高的電源效率。

　　圖1為一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用TOPSwitch設(shè)計(jì)的升壓型PFC電路，TOPSwitch工作頻率為100kHz，遠(yuǎn)高于電網(wǎng)頻率，通過(guò)電源濾波器在電網(wǎng)側(cè)可以實(shí)現(xiàn)正弦輸入電流波形，并且與輸入電壓的波形同相。這個(gè)電路在提升電感上產(chǎn)生的波形示意圖如圖2所示。虛線為經(jīng)過(guò)電源濾波器在電網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)的電流波形。該波形就是開(kāi)關(guān)管工作在電流斷續(xù)狀態(tài)下產(chǎn)生的。在提升電感、TOPSwitch和提升二極管上的電流IL、IT、ID如圖3所示。在這個(gè)電路中IL=IT＋I(xiàn)D，IL的電流波形即為IT和ID電流波形的簡(jiǎn)單疊加，圖4為平滑后的理想波形，圖5為實(shí)際測(cè)試的波形。從圖中可以看出，在固定周期的情況下，它的電流與正弦電流相差較大，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的輸入電流實(shí)際測(cè)試波形如圖6所示。總諧波失真（THD）不超過(guò)18％，功率因數(shù)（PF）為0.978。

圖1應(yīng)用TOPSwitch設(shè)計(jì)的升壓型PFC電路

圖2流過(guò)提升電感的電流波形示意圖

圖3IL、IT、ID波形

圖4理想波形

圖5實(shí)測(cè)波形

圖6經(jīng)補(bǔ)償后的實(shí)測(cè)電流波形