基於L6562晶片的高功率因數boost電路的基本原理及設計

引言

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/227151.htm

Boost是一種升壓電路，這種電路的優點是可以使輸入電流連續，並且在整個輸入電壓的正弦周期都可以調製，因此可獲得很高的功率因數；該電路的電感電流即為輸入電流，因而容易調節；同時開關管門極驅動信號地與輸出共地，故驅動簡單；此外，由於輸入電流連續，開關管的電流峰值較小，因此，對輸入電壓變化適應性強。

儲能電感在Boost電路起著關鍵的作用。一般而言，其感量較大，匝數較多，阻抗較大，容易引起電感飽和，發熱量增加，嚴重威脅產品的性能和壽命。因此，對於儲能電感的設計，是Boost電路的重點和難點之一。本文基於ST公司的L6562設計了一種Boost電路，並詳細分析了磁性元器件的設計方法。

1 Boost電路的基本原理

Boost電路拓撲如圖1所示。圖中，當開關管T導通時，電流，IL流過電感線圈L，在電感線圈未飽和前，電流線性增加，電能以磁能的形式儲存在電感線圈中，此時，電容Cout放電為負載提供能量；而當開關管T關斷時，由於線圈中的磁能將改變線圈L兩端的電壓VL卡及性，以保持其電流IL不突變。這樣，線圈L轉化的電壓VL與電源Vin串聯，並以高於輸出的電壓向電容和負載供電，如圖2所示是其電壓和電流的關係圖。圖中，Vcont為功率開關MOSFET的控制信號，VI為MOFET兩端的電壓，ID為流過二極體D的電流。以電流，IL作為區分，Boost電路的工作模式可分為連續模式、斷續模式和臨界模式三種。

分析圖2，可得：

式(2)即為Boost電路工作於連續模式和臨界模式下的基本公式。

2 臨界狀態下的Boost-APFC電路設計

基於L6562的臨界工作模式下的Boost-APFC電路的典型拓撲結構如圖3所示，圖4所示是其APFC工作原理波形圖。

利用Boost電路實現高功率因數的原理是使輸入電流跟隨輸入電壓，並獲得期望的輸出電壓。因此，控制電路所需的參量包括即時輸入電壓、輸入電流及輸出電壓。乘法器連接輸入電流控制部分和輸出電壓控制部分，輸出正弦信號。當輸出電壓偏離期望值，如輸出電壓跌落時，電壓控制環節的輸出電壓增加，使乘法器的輸出也相應增加，從而使輸入電流有效值也相應增加，以提供足夠的能量。在此類控制模型中，輸入電流的有效值由輸出電壓控制環節實現調製，而輸入電流控制環節使輸入電流保持正弦規律變化，從而跟蹤輸入電壓。本文在基於此類控制模型下，採用ST公司的L6562作為控制晶片，給出了Boost-APFC電路的設計方法。

L6562的引腳功能如下：