PFC和PWM開關電源控制器

Micro Linear公司的8引腳封裝功率因數校正（PFC）和脈衝寬度調製（PWM）電源控制器ML4803，為設計低輸入電流諧波畸變的高品質開關電源（SMPS）提供一切所必需的功能，使其元件數量明顯減少，成本降低。

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根據IEC1000-3-2規範要求，SMPS必須採取諧波抑制措施。Bi-CMOS ML4803採用多項專利技術，將PFC與PWM控制器二合一集成到同一晶片上，並使二者同步化，把引腳由原先的至少16個減少到8個，成為目前引腳最少的PFC和PWM混合型IC。

ML4803採用先進的AC輸入電流整形技術，內含平均電流（或峰值）升壓型前沿PFC。ML4803的PFC控制器，由新發明的單引腳誤差放大器、電流限制比較器、Vcc過壓保護（OVP）比較器、欠壓鎖定（UVLO）電路、基準電壓（VREF）、控制邏輯及驅動輸出級電路等部分組成；ML4803的高效後沿電流型PWM控制器，主要包括PWM比較器、DC電流限制比較器與PFC公用的振蕩器、控制邏輯及驅動輸出級等電路。圖1為ML4803的內部結構方框圖。

ML4803-1的PFC與PWM控制器工作頻率均為67kHz，而ML4802的PWM工作頻率為PFC的2倍，即134kHz。ML4803的Vcc被箝位在17.5±0.8V，Vcc啟動電流僅150μA，工作電流為2mA，欠壓封鎖門限為12±0.5V（滯後2.9±0.5V）。

ML4803的PFC控制器VEAO引腳為DC-DC升壓變換器單引腳電壓誤差放大器輸入，通過電壓反饋環路強迫PFC輸出調整到設定的DC電壓值。當AC輸入電壓範圍為85～256V時，PFC升壓變換器能輸出恆定的±85V的DC電壓。ISENSE引腳為電流感測輸入，通過IC內電流限制比較器，迫使AC輸入電流正比於AC輸入電壓的瞬時變化軌跡，保持正弦波波形，且與AC輸入電壓趨於同相位，因而可使系統功率因數達到0.99以上，幾乎接近於1。PFC電路同時還執行峰值電流限制和過壓保護功能，從而提高了系統的可靠性。

ML4803採用了Micro Linear公司的同步前沿/後沿（LETE）調製專利技術，可使PFC級輸出紋波減小30%，從而可使用較小容量的電容，並能明顯提高SMPS的效率。

ML4803可用作設計PCS、工作檯、伺服器和外部設備等高功率因數、低輸入電流諧波失真的高品質SMPS。圖2為用ML4803作為PFC與PWM控制器的典型應用電路。該SMPB適用於國際通用AC供電線路，AC輸入電壓範圍從85V到270V，而無需選擇開關。其輸出功率為240W，DC輸出電壓是12V，線路功率因數高於0.99。

在圖2中，置於橋式整流器BRI和電解電容C1之間的電感元件L2、開關Q2與Q5、升壓二極體CR1及U1（ML4803）的PFC控制器等，組成有源PFC升壓式預調整器。R3為電流感測電阻，其電流檢測信號經R4和U1引腳3監控；PFC變換器的DC輸出電壓經R13、R12分壓採樣，通過U1引腳4監控，從而在AC輸入端產生正弦電流波形，並在C1兩端產生385V的DC輸出電壓。R24、R26、C11和R31等為U1的Vcc啟動元件。當PFC電路運行之後，L2的次級繞組則感生高頻電壓，並經CR8，CR15整流和C9、C21、C11等濾波，輸出DC電壓加至U1引腳Vcc，為U1提供工作電壓和電流。U1引腳1輸出驅動PFC脈衝，推動Q2、Q5開關。當開關開通時，電感電流IL2全部流過開關，而CR1截止；當開關關斷時，CR1導通，電感電流IL2則全部流過CR1，向C1充電。

U1引腳8輸出PWM脈衝，驅動Q3、Q4開關。T1次邊12V的DV輸出經電阻分壓器取樣、U2參考放大器放大，並通過光耦合器U3反饋到U1引腳5，用作調節PWM佔空比。很顯然，這種高品質SMPS電路，與傳統的全波整流電容濾波式的SMPS比較，不同點就是以ML4803中的PFC控制器為核心，增加了一級PFC升壓變換器電路，以符合IEC1000-3-2規範要求。毫無疑問，採用ML4803作為控制器的SMPS，是一種全新型的綠色電路。

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