功率因数定义为实际功率与视在功率的比值，实际功率是在一个周期内测得瞬态功率的时间积分，视在功率是在一个完整的周期内，电压的均方根值与电流均方根值的乘积。
功率因数也可为
式中：Vrms是线路电压的均方根值；Irms线路电流的均方根值；Irms1是线路咆流的基波谐波；Φ是电压和电流之间的相位差。
在这种情况下，功率因数可以分为失真因子和位移因子
电压和电流波形之间的相位移动量可以由输人感抗和容抗的无功实质来说明。
在一个纯阻抗负载中，电压和电流是同相位的正弦波，实际功率等于视在功率，PF=1。
2.单周期控制技术在PFC中的应用
变换器输出电压VO通过输出分压器按比例减小，送回到误差放大器的输入端VFB，误差放大器用来提供回路补偿，并且产生误差信号或调制电压Vm，电路如1所示。
单周期控制的核心是可重置的积分器。此积分电路调制电压在每一个开关周期的末端被复位，电路如图2所示。可以重置的积分器特性如图3所示。
因为电压回路的带宽非常窄，调制电压的变化会非常慢，在此开关周期内可以认为它是恒定的值。这意味着积分器的输出将是线性斜波。积分器斜波的斜率与误差放大器的输出电压Vm成正比。
图1误差放大器电路 图2 单周期控制的核心电路
这里一个重要的特性即是积分器的积分时间常数必须与开关周期匹配，以便于在每个周期的最后，斜波与积分器的积分值匹配。
PWM比较器的基准电压值是调制电压减去通过电流检测电阻的电压，为
为了用脉冲后沿调制恰当地控制升压变换器，需要由电路的输人配置去产生0CC 式的 PWM。用所提供的取决于输人电流和输出电压斜波信号的基准阈值来控制变换器的占空比，从而实现输出电压的稳定和功率因数校正。
图3 可以重置的积分器特性
这项控制技术不需要直接的线路电压检测，线路电压信息已经包含在电感电流中。
二、IR1150 的详细描述
IR1150控制IC工作在连续导通模式，固定频率的升压变换器功率因数校正电路。IC用两个必需的回路工作，即内部的电流回路和外部的电压回路。
内部电流回路维持基于脉宽调制器占空比和输入线路电压相关性的平均输人电流正弦曲线，以决定类似的输入线路电流。因此，电流回路利用嵌入的输入电压信号来控制随着输入电压的平均WA电流。只要维持在遁续导通模式的王作下就都是正确的。
因为线路期向前移动接近于零过度且变换器工作在由有限阻抗电感给出的轻载条件下，电流波形将有一定失真。这些工作条件下的谐波魑流都在EN6100-3-2规定的D 等级内，因此这不是问题。
外部电压回路控制升压变换器的输出电压，输出电压误差放大器在它的输出端产生一个电压9它直接控制积分器斜波的斜率9从而控制平均输人电流的幅值。这两个控制器的结合控制了输入幅值和相位，以便使输人电流与输人电压成正比而且同相位。
IC在应用中为可靠的工作提供保护电fff，采用了过流、过电压、欠电压和布朗输出条件下的保护。UVLO 电路监视VCC端且保持栅驱动信号为非激活状态，直VCC电压达到UVL0导通阈值VCCON。
如果反馈端的电压没有超过额定值的20％，开环保护（OLP）会阻止控制器工作。如果因为某些原因电压控制回路开路，IC将不起动，这可以避免潜在的突然失效。只要VCC端电压超过这个阈值，提供给VFB端的电压大于20％的VREF，栅驱动将开始开关。
VCC端的电压下降到低于UVLO的关断阈值VCCUVLO时，IC将关断，栅驱动终止。为了重新启动过程，VCC端电压必须再次超过导通阈值。
专用的可调节过电压保护（0VP）可用于保护过电压输出。PFC电压反馈回路经常很慢，如果输出电压超过0VP 的设置限制，栅驱动将不能工作，直到输出电压再一次回到它的额定值时栅驱动信号才开始工作。IR1150 的输出保护特性如图4所示。
图4 IR1150的输出保护特性
最后提供输出欠电压咻护，为了防止过载或布朗输出，变换器将自动地限制电流，结果输出电压将下降。如果压降超过额定输出电压的 50％”控制器将关断然后再重起。
可以经过FREQ端的外部电阻调节IC的开关频率而设计的振荡器。设计给出了最小、最大频率限制，最小和最大工作频率在50kHz到200kHz的范围内。
在更低的开关频率下，IC工作通常是可能的，但是给出的设定电阻较大可能导致不够精确的频率调整，其在数据表规定的允许范围之外。
TRI150S的一个附加特点是强迫IC进入“睡眠”模式的能力。在“睡眠”模式下，IC的内部单元不能工作， g IC仅消耗200 ptA的静态电流。这是为了在待机模式期间减小系统功率损耗到最小值而设计的，也是为了系统设计者需要关断变换器而设计的。“睡眠”模式在任何时候只要0VP端（4PIN）低于0.62V的电压水平时都被激活。
栅驱动输出为高效率地驱动 MOSFET提供了充足的驱动能力。
三、PFC 变换器的设计步骤
这一部分叙述了用IRI150S控制IC设计连续导通型升压变换器功率因数校正器的谈计步骤。PFC变换器的一些设计折衷方法作为附加内容被讨论。
标准的300W PFC变换器设计步骤如下。
IR1150S 主板可从国际整流器公司买到，样板强调了IR1150的特性，而且是按照这个应用注意的设计步骤而设计的。
1、PFC 升压变换器规范（见表1）
2、变换器输入、输出规范
由TR1150组戚的PFC完整电路如图5所示。
图5 IR1150控制的PFC的电路
3.最太输入功率和输入电流
大多数变换器的设计是基于低线电压时的电流，此时效率和输入电流是最坏的情况。假设在低线电压时功率因数值为0．99或更大，假设一个在低线电压时的效率，于是可以计算最大输人功率为
在最低交流输入电压时，计算交流线路电流的最大均方根值为
假设交流电流是正弦波，即可以计算交流电流的峰值
假设交流线路输入电流为正弦波，它的平均值为
本文关键字：暂无联系方式稳压-电源电路，单元电路 - 稳压-电源电路
