單級功率因數(shù)校正

1、單級功率因數(shù)校正（單級功率因數(shù)校正（PFC)PFC)變壓器的設(shè)計(jì)變壓器的設(shè)計(jì)摘要：摘要：介紹了一種單級功率因數(shù)校正（PFC）變換器，重點(diǎn)討論了變換器的主要設(shè)計(jì)。1引言引言為了減少對交流電網(wǎng)的諧波污染，國際上推出了一些限制電流諧波的標(biāo)準(zhǔn)，如IEC100032，它要求開關(guān)電源必須采取措施降低電流諧波含量。為了使輸入電流諧波滿足要求，必須加入功率因數(shù)校正（PFC）。目前應(yīng)用得最廣泛的是PFC級＋DCDC級的兩級方案，它們有各自的開關(guān)器件和控制

2、電路。這種方案能夠獲得很好的性能，但它的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，成本高。在單級功率因數(shù)校正變換器[1]中，PFC級和DCDC級共用一個開關(guān)管和一套控制電路，在獲得穩(wěn)定輸出的同時實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。這種方案具有電路簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，適用于小功率場合。本文介紹了一種單級PFC變換器的基本原理及其設(shè)計(jì)過程。2單級單級PFCPFC變換器變換器單級PFC變換器的原理圖如圖1所示，是一種基于脈寬調(diào)制（PWM）的變換器。變換器的PFC級采用Boost電感電路

3、，而DCDC級采用雙管單端正激電路結(jié)構(gòu)。PWM集成芯片采用了UC3842，是一種電流型控制的專用芯片，具有電壓調(diào)整率高、外圍元器件少、工作頻率高、啟動電流小的特點(diǎn)。其輸出驅(qū)動信號通過隔直電容，連接在驅(qū)動變壓器原邊。驅(qū)動變壓器采用副邊雙繞組結(jié)構(gòu)，得到兩路同相隔離的驅(qū)動信號，從而實(shí)現(xiàn)了DCDC級的雙管驅(qū)動。變換器的過流保護(hù)由電阻R9檢測到開關(guān)管的過流信號，封鎖UC3842的輸出信號，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。電壓負(fù)反饋控制由電阻R12和R13獲得輸出電

4、壓信號。變換器的工作原理簡述如下：當(dāng)變換器接通電源時，輸入交流電壓整流后的直流電壓經(jīng)電阻R17降壓后，給UC3842提供啟動電壓。進(jìn)入正常工作后，二次繞組N3提供UC3842的工作電壓（12V）；繞組N2的高頻電壓經(jīng)整流濾波，由TL431獲得偏差信號，經(jīng)光耦隔離后反饋到UC3842，去控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。在一個開關(guān)周期Ts內(nèi)，控制Boost電感工作在不連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）下，使得輸入電流波形自然跟隨輸入電壓波形，從

5、而實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正。3變換器的設(shè)計(jì)變換器的設(shè)計(jì)3.13.1EMIEMI濾波器濾波器的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)式中：Udmax為漏源極的最大電壓；D為占空比。開關(guān)器件的電流按高頻變壓器一次繞組的最大電流來確定。本文中，由于采用雙管電路結(jié)構(gòu)，每個開關(guān)管所承受的電壓為UCEO的一半，故選用耐壓500V、電流8A的IRF840。變換器中PFC級的二極管選用了超快速恢復(fù)二極管，而DCDC級整流輸出端選用肖特基整流二極管，以減小二極管的壓降。3.3變換器電感的