PFC控制器的作用就使AC电流校正为同AC电压同相位的正弦波并提供足够的能量给负载.需要提供多少能量给负载的信息通过采样大电解上的电压变化并通过误差放大器反馈给控制器就可以实现,在这个控制的实现方式上并无难点.而使输入电流正弦化并同AC电压同相位从而实现高功率因数就成了PFC控制器最重要的任务.

在工作中比较多接触临界模式的控制方式和Boost拓扑结构的PFC电路,现在就将最近查看资料后做的学习笔记整理出来,供大家参考。

下面两个图可以便于大家理解。

从图中可以看出该控制方式属于电流控制模式,控制器共搜集了三种信息:

(1)误差放大器提供的反馈信息,该信息代表着需要提供的能量的大小,该信息作为乘法器一个输入。

(2)从AC LINE采集的AC电压信息,该信息用于调制AC电流的正弦波包络,该信息作为乘法器另一个输入。

(3)从SENSE电阻采集到的电感峰值电流的信息,该信息同乘法器的输出一起组成了PWM控制。

理解该控制方式的关键在于理解乘法器的输出的信息意义:提供一个包含负载能量信息的同AC电压同相位的正弦波包络.正弦波的幅度代表着能量,波形就包含了相位信息和正弦波形.

这种控制方式需要控制器集成一个乘法器,并需要采样AC LINE的信息,是否可以不需要这个乘法器呢?况且采集AC LINE的分压电阻需要损耗能量.

为了得到同AC电压同相位的正弦化的AC电流,是否一定需要捕捉AC电压信息呢?其实可以不需要.这个信息控制器可以不必只要,控制器只需在一个AC周期内保持固定的导通时间就可以完成工作了.

从BOOST结构图中可以得到:

电感的峰值电流Icoil_peak=Vin*Ton/L,只要保证Ton时间固定,那么Icoil_peak就会追随Vin保持线性关系,只要让开关频率远大于市电频率,Icoil_peak就可以自动勾画出跟Vin同相位的正弦包络.

现以1606内部结构来说明这种控制Ton恒定的实现方式。

该控制方式属于电压模式,由内部结构图可以看到Ct的电压和误差放大器的输出(即Vcontrol)共同完成PWM控制.通过恒流源对Ct充电,当VCt充电至误差放大器的输出电压时就关闭开关管。要实现AC周期内导通时间恒定,需保持误差放大器的输出电压在AC周期内是不变的.这里的关键就是控制误差放大器的带宽,误差放大器的带宽必须设置足够低使误差放大器的输出反应足够慢以保证这个误差放大器的输出在AC周期内保持不变.具体带宽的设置可以参考NCP1606B的datasheet。

CRM关闭时间的控制方式总的思路就是检测电感的电流,通过零电流检测方式来触发开关管的再次导通,从而实现临界模式控制.大都采用以下电路结构实现。

希望本章的内容对大家学习PFC能够有所帮助。