基於APFC控制晶片FAN7530的電壓型臨界工作模式

2021-01-09 電子產品世界

提高開關電源的功率因數,不僅可以節能,還可以減少電網的諧波汙染,提高了電網的供電質量。為此,研究出多種提高功率因數的方法,其中,有源功率因數校正技術(簡稱APFC)就是其中的一種有效方法,它是通過在電網和電源之間串聯加入功率因數校正裝置,目前最常用的為單相升壓前置升壓變換器原理,它由專用晶片實現的,且具有高效率、電路簡單、成本低廉等優點,本文介紹的低成本電壓型臨界工作模式APFC控制晶片FAN7530即可實現該功能。

1 FAN7530的電路特點

1.1 內部電路

如圖l所示,FAN7530N DIP8封裝,也有SMD封裝(FAN7530M),內部含有自啟動定時器、正交倍增器、零電流檢測器、圖騰柱驅動輸出、過壓力過流欠壓保護等電路。





1.2 FAN7530 PFC控制晶片的性能特點

該晶片的最大特點是採用電壓控制臨界工作模式,其它性能特點如下:

160μs的內置啟動定時電路;

低的THD及高的功率因數;

過壓、欠壓、過流保護;

零電流檢測器;

CRM控制模式;

工作溫度低一40℃~+125℃;

低啟動電流(40μA)及低工作電流(1.5mA)。

FAN7530是一個引腳簡單、高性能的有源功率因數校正晶片。它是被優化的、穩定的、低功耗、高密度的電源晶片,且外圍元器件少,節省了PCB布線空間。內置R/C濾波器,抗幹擾能力強,對抑制輕載漂移現象增加了特殊電路。對輔助電源範圍不要求,輸出圖騰驅動電路限制了功率MOSFET短路的危險,極大地提高了系統的可靠性。

2 有源功率因數校正原理設計

2.1 功率因數校正原理

如圖2所示,控制晶片採用FAN7530,功率MOSFET S1的通、斷受控於FAN7530的零點流檢測器,當零電流檢測器中的電流降為零時,即升壓二極體D1中的電流為零時,S1導通,此時的電感L開始儲能,電流控制波形如圖3所示,這種零電流控制模式有以下優點:





由於儲能電感中的電流為零時,S1才能導通,這樣就大大減少了MOSFET的開關應力和損耗,同時對升壓二極體的恢復時間沒有嚴格的要求,另一方面免除了由於二極體恢復時間過長引起的開關損耗,增加了開關管的可靠性。

由於開關管的驅動脈衝時間無死區,所以輸入電流是連續的,並呈正弦波,這樣大大提高了系統的功率因數。


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