1典型應用電路

NCP1650可構成100W～1kW的功率因數校正器，其外圍電路簡單而性能優良，功率因數可達0.95～0.99。

NCP1650型功率因數校正器的典型應用電路如圖1所示，該電路的輸入交流電壓u=85～265V，最大輸入功率PIM=1053W，最大輸出功率POM=1000W，額定直流輸出電壓UO=＋400V，功率因數λ=0.95。啟動限幅器可任選一種箝位保護電路。u經過橋式整流后分作兩路，一路通過電阻分壓器R4和R5，給ACIN端提供全波整流電壓u1；另一路作為線電壓uL，接啟動限幅器，再經過電感器L和整流濾波電路，輸出直流電壓UO。UO又經過R9、R10分壓后，給FB／SD端提供反饋電壓UFB。利用下式可以計算輸出電壓的額定值UO=（1＋）UFB（1）已知UFB=4.0V，取R9=360kΩ、R10=3.6kΩ時，利用式（1）計算出，UO≈400V。要求UO的額定值必須大于最高交流電壓的峰值，即UO>umax。當u=

umax=265V時，其峰值電壓umax≈375V。由于UO>375V，因此可保證在規定輸入交流電壓范圍內對功率因數的校正。
R1和C3為直流誤差放大器的頻率補償網絡。R2、C4構成功率誤差放大器的頻率補償網絡。R3用于限制最大輸入功率PIM值。C5為腳9的濾波電容，可濾除紋波。C6與C7分別為AC IN端、ACREF端的濾波電容。R6和C8為交流誤差放大器的頻率補償網絡，C8還兼作軟啟動電容。R7是鋸齒波補償電阻。C9為振蕩器的定時電容。R8和C11分別是電流檢測放大器的電流定標電阻、濾波電容。RS為檢測線電流及電感器瞬態感應電流的取樣電阻。

圖1中的電感器L亦可改成高頻變壓器，將二次繞組電壓進行整流濾波后，可為NCP1650提供電源電壓UCC，其典型值為14V。

2功率因數校正器的電路設計

下面就以圖1所示的電路為例，介紹功率因數校正器的電路設計。現規定設計指標如下：umin=85V，umax=265V，f=100kHz，UO=400V，最大輸出功率POM=1kW。要求開關紋波電流與線電流的百分比為30％。

2.1計算電感器L

計算公式為L=·（2）

利用式（2）不難算出，當u=umin=85V時，L=84μH。當u=umax=265V時，L=176μH。應根據實際電壓范圍來確定合適的電感量。

盡管L的電感量很小，但所通過的線電流很大。最大峰值線電流由下式決定iL(max)=（ 3）

最大峰值電流出現在低壓供電（u=umin）和滿負荷的情況下。此時iL(max)=16.6A，電感器中的有效值電流為11.8A。這些數據可供選擇電感器線徑時參考。

2.2計算交流分壓器最大線電壓的峰值為uL=umax，uL經過R4、R5分壓后得到u1，加至腳5上。令交流分壓比為kac，有關系式u1(max)=kacuL=·umax=3.75(V)（4）

R5、R4采用0.5W的金屬膜電阻，實際功率可按0.25W進行估算，即PR4=〔umax－u1(max)〕 2／R4

=(375－3.75）2／R4=0.25W

從中解出R4=551kΩ，實選560kΩ標稱電阻。再把R4代入式（4）中求出，R5=5.6kΩ。

2.3計算線電流檢測電阻RS

計算公式為RS=0.25（5）

式中：tON——MOSFET的導通時間，已知開關周期T=1／f=10μs，利用下式可計算tON=T（ 6）

η——電源效率（％）。

2.4計算鋸齒波補償電阻R7

為降低分布電感量，R7應采用非線繞電阻。其電阻值由下式確定R7=（7）

2.5確定電流定標電阻R8及濾波電容C11

電阻R8能限制輸入到交流誤差放大器的最大平均值電流，使之在低電壓、滿負荷情況下仍低于4.5V。設PFC的額定輸入功率為PI，計算R8的公式為R8=（8）

C11為電流檢測放大器的濾波電容，該濾波器的極點頻率由下式確定：

f1=10.5／C11（9）

式中：C11的單位是nF，f1的單位是kHz。當開關頻率為100kHz，電網頻率為50Hz時，可選f1=10kHz。代入式（9）中計算出，C11=1nF。

2.6設定最大輸入功率PIM

PFC的最大輸入功率由R3來設定，二者存在下述關系式PIM=（10）

式中：US為功率誤差放大器的參考電壓，US=

2.5V。

2.7計算交流誤差放大器頻率補償元件R6和C8

交流誤差放大器的跨導gm=100μS（S為西門子），由R6、C8組成的串聯電路就相當于負載。計算R6、C8的公式分別為R6=(11)C8=(12)

3外部功能擴展方法

3.1掉電控制電路

外部掉電控制電路如圖2所示。新增加的元器件包括晶體管VT、電阻R11和R12。UK為控制電壓。該電路的工作特點是當UK=0V時，VT截止，功率因數校正器能正常工作。當UK=5V時，VT導通，就將FB／SD端拉成0V，強迫芯片進入掉電保護狀態。圖中的VT采用2N3904型 NPN管，亦可用JE9013來代替。

3.2附加軟啟動電路

圖1所示電路的軟啟動時間僅為560μs。若需增加軟啟動時間，可按圖3給出的電路進行設計。新增加的元器件包括JE9015型PNP晶體管VT、軟啟動電容C12、1N4148型高速開關二極管VD和電阻R13。此時可忽略R6、C8的作用。剛上電時，由于C12兩端電壓不能突變，使得UA=0V，VT導通，經過ACCOMP引腳把交流誤差電壓拉成0V，PFC無電流輸出。此后，6.5V基準電壓就經過R13對C12進行充電，使UA不斷升高，電路就逐漸轉入正常輸出狀態。VD的作用是在斷電后為C12上存儲的電荷提供泄放回路，確保再次開機時還能實現軟啟動功能。

參考文獻

[1]Onsemi公司產品手冊[M].2002.

[2]林雯，齊長遠．有源功率因數校正技術[J]．電源技術應

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[3]沙占友.新型單片開關電源的設計與應用[M]，電子工

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