FAN4810工作于前沿平均電流、電流連續(xù)(CCM)升電壓輸出工作模式,內(nèi)部的三重安全檢測(cè)技術(shù)可使電路免受由于某個(gè)電路元器件的損壞而使電路處于不正常工作狀態(tài);柵極輸出驅(qū)動(dòng)能力高達(dá)1A,因而無(wú)須外接功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路;低功耗特性改進(jìn)了電路的工作效率,并降低了元器件的損耗。FAN4810還具有峰值電流限制功能,利用內(nèi)部的交流輸入電壓過(guò)低保護(hù)和輸出過(guò)電壓保護(hù)電路,在輸出負(fù)載突變的情況下通過(guò)內(nèi)部的過(guò)電壓比較器可以關(guān)斷PFC電路的工作,輸出時(shí)鐘信號(hào)可用于同步下級(jí)PWM電路,以降低電路工作躁聲。FAN4810的引腳圖如圖2所示,其工作原理框圖如圖3所示,F(xiàn)AN4810引腳功能如表2所示。
圖2? FAN4810引腳圖
圖3? 工作原理框圖
3 采用FAN4810的500W/PFC設(shè)計(jì)
下面介紹采用FAN4810的500W功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)的有關(guān)方法,電路工作原理圖如圖4所示,該500W輸出電路的PFC輸出電壓為400VDC,輸出電流為1.25A,交流輸入市電電壓適應(yīng)范圍為90~264VAC。
圖4? 采用FAN4810的500W有源功率因數(shù)校正電路的電路原理圖
①? 500W/PFC電路技術(shù)指標(biāo)
輸出功率:500W
VMIN=80VAC(RMS)
VMAX=264VAC(RMS)
工作效率η=0.93
VO=400VDC
VO-MIN=300VDC
開(kāi)關(guān)工作頻率fs=100kHz
保持時(shí)間THDL=20ms
THD(總諧波失真)=5%
dI紋波=20%紋波電流
交流輸入市電頻率=60Hz
② 功率回路元器件的選擇
FAN4810可用于任何工作于電流連續(xù)導(dǎo)通工作模式(CCM)下的PFC應(yīng)用場(chǎng)合,可以滿足IEC 3000-3-2的有關(guān)技術(shù)要求,下面介紹有關(guān)功率回路元器件(升電壓電感、輸出電容和有關(guān)功率開(kāi)關(guān)器件)的計(jì)算方法。
● 升電壓輸出電感參數(shù)的計(jì)算
FAN4810工作于電流連續(xù)導(dǎo)通工作模式(CCM)以降低峰值電流和提高可用的輸出功率。升電壓輸出電感參數(shù)與電流變化、高頻電流的峰峰值有關(guān),電流變化??應(yīng)在最大電源市電輸入電流峰值的20%以內(nèi)。
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式中,I_LINE_PK表示在電源市電供電電壓低時(shí)的輸入峰值電流;VMIN表示電源市電供電電壓低時(shí)的有效電壓值;PO表示輸出功率;η表示工作效率;參數(shù)I_LINE_PK將決定ΔI的取值;I_LMAX表示通過(guò)PFC電感的最大電流值;dI表示指定的電流變化百分比。
影響輸出升電壓輸出電感參數(shù)選取的其他因素是占空比D和開(kāi)關(guān)工作頻率fs,占空比D的計(jì)算見(jiàn)公式(11),電感L參數(shù)計(jì)算見(jiàn)公式(12):
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● 濾波電容參數(shù)的選取
影響濾波電容參數(shù)選取的主要因素是保持時(shí)間(Thld),是指在電源供電斷開(kāi)后電源輸出指標(biāo)仍在指定范圍內(nèi)的時(shí)間。供電斷開(kāi)后,下級(jí)變換器的供電仍由濾波電容所存儲(chǔ)的電能Jthd供電,在保持時(shí)間內(nèi)濾波電容上的電壓逐步下降。
● 功率元器件的選擇
升電壓輸出二極管D1和PFC功率開(kāi)關(guān)管Q1可以根據(jù)500V的額定值或大于400V的PFC輸出直流電壓的原則選擇。I_LMAX_PK=10.45A也是升電壓輸出二極管D1和PFC功率開(kāi)關(guān)管Q1的峰值電流,具體的型號(hào)選取和PFC電路的應(yīng)用環(huán)境有關(guān),例如,PFC電路的價(jià)位、通風(fēng)情況、散熱器的尺寸等因素有關(guān)。
PFC電路應(yīng)用要點(diǎn)
電路工作原理如圖4所示,通過(guò)電阻R13、R14對(duì)電容C15的充電,F(xiàn)AN4810的啟動(dòng)過(guò)程就開(kāi)始了。PFC開(kāi)關(guān)管通過(guò)輸出升電壓電感L1對(duì)電容C5充電至400V,L1的輔助繞組通過(guò)D3、D4、C12和C16的整流濾波作用使FAN4810的VCC引腳得到+15V的穩(wěn)定供電電壓。為了使電路穩(wěn)定工作,需在FAN4810的VCC和VREF引腳加接高頻旁路電容,最好使用低等效串聯(lián)電阻(ESR)的瓷片電容或薄膜電容。在輸出升電壓功率開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通前,應(yīng)確保通過(guò)二極管D2快速的將電容C5充電至交流峰值電壓,以確保PFC電路的啟動(dòng)。電容C5上的直流電壓值應(yīng)確保大于輸入的交流輸入市電電壓的峰值電壓。Q4、R16和C20組成軟啟動(dòng)電路,誤差放大器的輸出電壓VEAO通過(guò)Q4為電容C20充電,一旦電容C20上的電壓被充到VREF,Q4關(guān)斷,PFC電路的脈沖占空比正比于電壓VREF。當(dāng)VREF=0時(shí),PFC電路的脈沖占空比為0。
采用FAN4810的500W有源功率因數(shù)校正電路的電路原理如圖4所示,電路工作效率和THD與輸出功率的特性曲線如圖5所示,經(jīng)功率因數(shù)校正后輸入的交流市電電流波形如圖6所示。
圖5? 工作效率和THD與輸出功率的特性曲線
圖6? 經(jīng)功率因數(shù)校正后輸入的交流市電電流波形
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評(píng)論