功率因数校正(PFC)是电源设计人员面临的重要任务。根据IEC61000-3-2谐波标准中的D类规定,功率在75W以上的个人计算机和电视机等电子系统的电源要进行功率因数校正。所以PFC主要应用于电器设备点原理。提出OnSemi的芯片方案。
根据输入电流控制原理的不同,PFC可以分为不同的类型,如临界导电模式(CrM)、不连续导电模式(DCM)、连续导电模式(CCM)和频率钳位临界导电模式(FCCrM)等。CrM的的主要特征是电流有效值(RMS)大,开关频率不固定,常用于需要简单控制方案的照明和交流适配器等低功率应用,典型解决方案如安森美半导体NCP1606;DCM的主要特征是电流有效值最高,线圈电感较低及稳定性最佳,常见于中低功率应用;CCM的主要特征是总是硬开关,电感值最大,电流有效值最小,在较高功率(>300W)应用中特别受到青睐,典型解决方案如安森美半导体NCP1654;FCCrM的主要特征是电流有效值大,频率被限制,线圈电感较小,在中等功率条件下具有极高能效,典型解决方案如安森美半导体NCP1605。
值得一提的是,FCCrM可以视作带有频率钳位功能(由振荡器设定)的临界导电模式,综合了CrM和DCM的优点:DCM限制最大开关频率,而CrM降低最大电流应力。总的来看,FCCrM解决方案似乎拥有最高的能效。
采用两颗NCP1601的PFC控制器实现的交错式PFC原理
交错式PFC有两种具体实现方案:一为主/从(Master/Slave)方案,一为独立相位(Independent?Phases)方案。主/从方案指主分支自由工作,而从分支相对于主分支180°相移工作。主/从方案的主要挑战在于保持在CrM工作模式(没有CCM模式,没有死区)。
独立相位方案指每个相位都恰当地工作在CrM或FCCrM模式,而两个分支相互配合以设定180°相移。独立相位方案的主要挑战是保持准确的相移。安森美半导体的双NCP1601交错式PFC方案是一种独特的FCCrM方案,适合输入电压范围较宽的应用。在这种方案中,2颗NCP1601驱动2个独立的PFC分支,这2个分支具有相同的导通时间因而具有相同的开关周期,它们同步但彼此独立工作,从而保证DCM工作模式(零电流检测),没有CCM工作风险,且在满载时两个分支都进入CrM工作模式。
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