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PFC预调节器加速启动

导读: 对于电源设计人员来说,电压环路的小信号带宽是一个非常严峻的挑战。该环路对小信号变化响应的最短时间大约为 100ms,而该环路对大信号变化响应的时间可能要花上数百毫秒,如启动时的信号变化。

  通常,我们会利用一个低电压环路(参见图 2)对功率因数校正 (PFC) 预调节器升压转换器进行补偿,以降低输入电流总谐波失真 (THD)。在大多数应用中,PFC 预调节器的小信号电压环路的设计以低于十七分之一的线频率进行电压交叉 (cross over)。在一个线频率为 60-Hz 的离线转换器中,电压环路以低于 10Hz 的频率进行电压交叉。图 3 显示了线频率为 60-Hz 的 PFC 预调节器离线工作时,其典型的电压环路频率响应情况。

 

图 1 典型的 PFC 应用 

 

  图 2 电压环路控制结构图

  

  图 3 电压环路频率响应

  对于电源设计人员来说,电压环路的小信号带宽是一个非常严峻的挑战。该环路对小信号变化响应的最短时间大约为 100ms,而该环路对大信号变化响应的时间可能要花上数百毫秒,如启动时的信号变化。启动期间,由于电压环路对大信号瞬态响应的校正不够快,因此可能会出现升压电压过冲现象。为了避免上电时的过冲现象,电源设计人员可能不得不缓慢地调高输出电压。这种情况一般是通过使用软启动 (SS) 功能来实现,大多数先进的脉冲宽度调制 (PWM) 控制器都具备这一功能。

  典型 PFC 的应用评论

  PFC 预调节器是两级功率系统中特有的部分。第一级为一个升压转换器,该转换器通过平均电流模式控制得到输入电流波形,以实现单位功率因数。要使升压转换器能正常运行,这就需要一个高于输入电压的输出电压,并且第二级需要对该电压进行降压,使其成为可用输出电压。

  

  图 4 典型的具有 PFC 预调节器的两级系统

  图 1所示原理图表明,PFC 预调节器设计用于在脱离通用线电压(如 85Vrms 至 265Vrms 之间)的情况下运行,并将 DC 输出调节为 385v 和 250w。第二个功率级一般位于这个预调节器的下游,该预调节器是专门设计用于在输入电压为其输出电压的 75% 时正常工作,这样便可以应对“欠压”的情况。

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