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一种新颖的功率因数校正芯片的研究

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了一种新颖的功率因数校正(PFC)芯片。它的主要特点是提高了轻载时的功率因数和改善了电路的动态性能。实验表明:这种新颖的PFC控制芯片实现了这些功能。

    关键词:功率因数校正;动态性能;电流补偿

引言

随着电力质量标准的贯彻执行,功率因数校正(PFC)技术已成为电力电子领域中的研究热点,PFC变换器已越来越多地应用于开关电源、变频调速器和荧光灯交流电子镇流器中。近几年来,随着PFC技术的发展,PFC控制芯片也有了很大的发展。根据电路的工作模式,PFC控制芯片可以分成3类:

1)电流断续的控制芯片;

2)电流临界连续的控制芯片;

3)电流连续的控制芯片。
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    本文介绍了一种新颖的电流连续的控制芯片NCP1650,它改善了PFC电路的动态性能,并且严格控制了PFC电路最大输出功率,同时它还提高了轻载下的功率因数。本文以这种新颖的控制芯片制作了一个100W的PFC电路原理样机,对芯片进行了分析,最后给出了实验波形。
一种新颖的功率因数校正芯片的研究
1 NCP1650功能介绍

NCP1650采用16脚SOP封装,引脚配置如图1所示,表1给出了引脚功能。它是一种平均电流模式的控制芯片,它可以应用在电流断续和电流连续模式的PFC电路中。因为其内部使用了精确的元件,电路的输出功率和电流都可以精确限制,所以对于相同功率等级的PFC电路来说,可以使电路中的功率器件的等级达到最小。

表1 NCP引脚功能表

引  脚 名  称 功  能 1 Vcc 电源供电 2 Vref 基准电压 3 ACCOMPAC 补偿 4 ACREFAC 基准 5 ACINPUTAC 输入 6 FB/SD 反馈/断开 7 LOOPCOMP 补偿环 8 PCOMP 功率补偿环 9 Pmax 最大功率限制 10 Iavg 电流比例 11 Iavg-fltr 滤波电容 12 Is- 负的采样电流输入 13 RAMPCOMP 斜率补偿 14 CT 定时电容 15 GND 接地 16 OUTPUT 驱动输出

NCP1650具有软启动,输出过压保护,瞬时电流限制,输入低压保护,输出最大功率限制等功能。

1.1 电流补偿功能

对于输出功率范围宽的PFC电路来说,在轻载时的功率因数都受到不同程度的限制,但是在工业领域对电路的功率因数有严格的要求,因此大家越来越关注这个问题。NCP1650可以解决这个问题。
一种新颖的功率因数校正芯片的研究
    NCP1650会根据实际输入电流的大小,给采样电流信号一个相应的补偿,这样就可以提高轻载时的功率因数。图2给出了电流补偿器原理图。芯片中的电流采样补偿器是一个具有微分输入的宽范围带宽放大器。它由一个微

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