1 典 型 应 用 电 路
NCP1650可 构 成 100W～ 1kW的 功 率 因 数 校 正 器 ， 其 外 围 电 路 简 单 而 性 能 优 良 ， 功 率 因 数 可 达 0.95～ 0.99。
NCP1650型 功 率 因 数 校 正 器 的 典 型 应 用 电 路 如 图 1所 示 ， 该 电 路 的 输 入 交 流 电 压 u=85～ 265V， 最 大 输 入 功 率 PIM=1053W， 最 大 输 出 功 率 POM=1000W， 额 定 直 流 输 出 电 压 UO=＋ 400V， 功 率 因 数 λ =0.95。 启 动 限 幅 器 可 任 选 一 种 箝 位 保 护 电 路 。 u经 过 桥 式 整 流 后 分 作 两 路 ， 一 路 通 过 电 阻 分 压 器 R4和 R5， 给 AC IN端 提 供 全 波 整 流 电 压 u1； 另 一 路 作 为 线 电 压 uL， 接 启 动 限 幅 器 ， 再 经 过 电 感 器 L和 整 流 滤 波 电 路 ， 输 出 直 流 电 压 UO。 UO又 经 过 R9、 R10分 压 后 ， 给 FB／ SD端 提 供 反 馈 电 压UFB。 利 用 下 式 可 以 计 算 输 出 电 压 的 额 定 值
已 知 UFB=4.0V， 取 R9=360kΩ 、 R10=3.6kΩ 时 ， 利 用 式 （ 1） 计 算 出 ， UO≈ 400V。 要 求 UO的 额 定 值 必 须 大 于 最 高 交 流 电 压 的 峰 值 ， 即 UO >umax。 当 u=
umax=265V时 ， 其 峰 值 电 压
。 由 于 UO>375V， 因 此 可 保 证 在 规 定 输 入 交 流 电 压 范 围 内 对 功 率 因 数 的 校 正 。
R1和 C3为 直 流 误 差 放 大 器 的 频 率 补 偿 网 络 。 R2、 C4构 成 功 率 误 差 放 大 器 的 频 率 补 偿 网 络 。 R3用 于 限 制 最 大 输 入 功 率 PIM值 。 C5为 脚 9的 滤 波 电 容 ， 可 滤 除 纹 波 。 C6与 C7分 别 为 AC IN端 、 AC REF端 的 滤 波 电 容 。 R6和 C8为 交 流 误 差 放 大 器 的 频 率 补 偿 网 络 ， C8还 兼 作 软 启 动 电 容 。 R7是 锯 齿 波 补 偿 电 阻 。 C9为 振 荡 器 的 定 时 电 容 。 R8和 C11分 别 是 电 流 检 测 放 大 器 的 电 流 定 标 电 阻 、 滤 波 电 容 。 RS为 检 测 线 电 流 及 电 感 器 瞬 态 感 应 电 流 的 取 样 电 阻 。
图 1中 的 电 感 器 L亦 可 改 成 高 频 变 压 器 ， 将 二 次 绕 组 电 压 进 行 整 流 滤 波 后 ， 可 为 NCP1650提 供 电 源 电 压 UCC， 其 典 型 值 为 14V。
2 功 率 因 数 校 正 器 的 电 路 设 计
下 面 就 以 图 1所 示 的 电 路 为 例 ， 介 绍 功 率 因 数 校 正 器 的 电 路 设 计 。 现 规 定 设 计 指 标 如 下 ： umin=85V， umax=265V， f=100kHz， UO=400V， 最 大 输 出 功 率 POM=1kW。 要 求 开 关 纹 波 电 流 与 线 电 流 的 百 分 比 为 30％ 。
2.1 计 算 电 感 器 L
计 算 公 式 为
利 用 式 （ 2） 不 难 算 出 ， 当 u=umin=85V时 ， L=84μ H。 当 u=umax=265V时 ， L=176μ H。 应 根 据 实 际 电 压 范 围 来 确 定 合 适 的 电 感 量 。
尽 管 L的 电 感 量 很 小 ， 但 所 通 过 的 线 电 流 很 大 。 最 大 峰 值 线 电 流 由 下 式 决 定
最 大 峰 值 电 流 出 现 在 低 压 供 电 （ u=umin） 和 满 负 荷 的 情 况 下 。 此 时 iL(max)=16.6A， 电 感 器 中 的 有 效 值 电 流 为 11.8A。 这 些 数 据 可 供 选 择 电 感 器 线 径 时 参 考 。
2.2 计 算 交 流 分 压 器
最 大 线 电 压 的 峰 值 为 uL=umax， uL经 过 R4、 R5分 压 后 得 到 u1， 加 至 脚 5上 。 令 交 流 分 压 比 为 kac， 有 关 系 式
从 中 解 出 R4=551kΩ ， 实 选 560kΩ 标 称 电 阻 。 再 把 R4代 入 式 （ 4） 中 求 出 ， R5=5.6kΩ 。
2.3 计 算 线 电 流 检 测 电 阻 RS
计 算 公 式 为
2.4 计 算 锯 齿 波 补 偿 电 阻 R7
为 降 低 分 布 电 感 量 ， R7应 采 用 非 线 绕 电 阻 。 其 电 阻 值 由 下 式 确 定
2.5 确 定 电 流 定 标 电 阻 R8及 滤 波 电 容 C11
电 阻 R8能 限 制 输 入 到 交 流 误 差 放 大 器 的 最 大 平 均 值 电 流 ， 使 之 在 低 电 压 、 满 负 荷 情 况 下 仍 低 于 4.5V。 设 PFC的 额 定 输 入 功 率 为 PI， 计 算 R8的 公 式 为
C11为 电 流 检 测 放 大 器 的 滤 波 电 容 ， 该 滤 波 器 的 极 点 频 率 由 下 式 确 定 ：
f1=10.5／ C11 （ 9）
式 中 ： C11的 单 位 是 nF， f1的 单 位 是 kHz。 当 开 关 频 率 为 100kHz， 电 网 频 率 为 50Hz时 ， 可 选 f1=10kHz。 代 入 式 （ 9） 中 计 算 出 ， C11=1nF。
2.6 设 定 最 大 输 入 功 率 PIM
PFC的 最 大 输 入 功 率 由 R3来 设 定 ， 二 者 存 在 下 述 关 系 式
式 中 ： US为 功 率 误 差 放 大 器 的 参 考 电 压 ， US=2.5V。
2.7 计 算 交 流 误 差 放 大 器 频 率 补 偿 元 件 R6和 C8
交 流 误 差 放 大 器 的 跨 导 gm=100μ S（ S为 西 门 子 ） ， 由 R6、 C8组 成 的 串 联 电 路 就 相 当 于 负 载 。 计 算 R6、 C8的 公 式 分 别 为
3 外 部 功 能 扩 展 方 法
3.1 掉 电 控 制 电 路
外 部 掉 电 控 制 电 路 如 图 2所 示 。 新 增 加 的 元 器 件 包 括 晶 体 管 VT、 电 阻 R11和 R12。 UK为 控 制 电 压 。 该 电 路 的 工 作 特 点 是 当 UK=0V时 ， VT截 止 ， 功 率 因 数 校 正 器 能 正 常 工 作 。 当 UK=5V时 ， VT导 通 ， 就 将 FB／ SD端 拉 成 0V， 强 迫 芯 片 进 入 掉 电 保 护 状 态 。 图 中 的 VT采 用 2N3904型 NPN管 ， 亦 可 用 JE9013来 代 替 。
3.2 附 加 软 启 动 电 路
图 1所 示 电 路 的 软 启 动 时 间 仅 为 560μ s。 若 需 增 加 软 启 动 时 间 ， 可 按 图 3给 出 的 电 路 进 行 设 计 。 新 增 加 的 元 器 件 包 括 JE9015型 PNP晶 体 管 VT、 软 启 动 电 容 C12、 1N4148型 高 速 开 关 二 极 管 VD和 电 阻 R13。 此 时 可 忽 略 R6、 C8的 作 用 。 刚 上 电 时 ， 由 于 C12两 端 电 压 不 能 突 变 ， 使 得 UA=0V， VT导 通 ， 经 过 AC COMP引 脚 把 交 流 误 差 电 压 拉 成 0V， PFC无 电 流 输 出 。 此 后 ， 6.5V基 准 电 压 就 经 过 R13对 C12进 行 充 电 ， 使 UA不 断 升 高 ， 电 路 就 逐 渐 转 入 正 常 输 出 状 态 。 VD的 作 用 是 在 断 电 后 为 C12上 存 储 的 电 荷 提 供 泄 放 回 路 ， 确 保 再 次 开 机 时 还 能 实 现 软 启 动 功 能 。
参 考 文 献
[1] Onsemi公 司 产 品 手 册 [M].2002.
[2] 林 雯 ， 齐 长 远 ． 有 源 功 率 因 数 校 正 技 术 [J]． 电 源 技 术 应用 ，1998合 订 本
[3] 沙 占 友 .新 型 单 片 开 关 电 源 的 设 计 与 应 用 [M]， 电 子 工业 出 版 社 ， 2001.
本文关键字：校正 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
