單周期控制高功率因數PFC芯片研究與設計.pdf

1、AC/DC開關電源在日常生活中的廣泛應用，帶來了諧波污染等各種問題，影響電網安全。為克服AC/DC開關電源的缺點，功率因數校正（PFC）技術應運而生。功率因數校正技術通過強制輸入電流波形跟隨輸入電壓，可有效降低輸入電流總諧波畸變率，抑制電網諧波污染，增加電網安全性。由于抑制電網諧波污染的國際標準的強制推行，以及PFC技術自身優(yōu)點，該技術已經廣泛應用于AC/DC開關電源設計領域。
　　本文設計一款基于單周期控制理論的PFC芯片，該芯

2、片外圍使用Boost拓撲，拓撲電路簡單。平均電感電流型控制，輸出電壓更加穩(wěn)定，有效降低芯片電磁干擾（EMI）?；谇把卣{制控制開關占空比，芯片開關頻率固定為65KHz，內部主要有電壓環(huán)控制電路、非線性增益電路、電流環(huán)控制電路，PWM比較器以及PWM邏輯電路、柵驅動電路、欠壓鎖定、過壓保護等一系列保護電路。芯片內部無需乘法器電路，簡化了電路設計，降低了芯片成本。
　　文中闡述了單周期控制理論，并推導了基于前沿調制的單周期控制方程組。

3、基于CSMC0.5um BCD工藝，設計了芯片內部電壓環(huán)控制電路、非線性增益電路以及電流環(huán)控制電路，并對關鍵性能參數進行仿真驗證。本論文介紹了芯片外圍元件選擇的依據，并對全芯片電流環(huán)路進行理論推導，通過Matlab軟件對電流環(huán)環(huán)路特性進行仿真驗證。
　　芯片在220VAC交流輸入，300W負載情況下，輸出直流電壓為395±6V，輸入電流總諧波畸變率（THD）為4.1％。芯片功率因數（PF）為0.9991；在220VAC交流輸入，1