基于ZVS平均電流型500W大功率電路

1 概述

FAN4822是快捷半導(dǎo)體公司為大功率電源應(yīng)用領(lǐng)域而專門設(shè)計(jì)的功率因數(shù)校正(PFC)控制芯片。它包含了以往用零電壓開關(guān)控制器來減少二極管恢復(fù)時間和MOSFET場效應(yīng)管開關(guān)損耗以實(shí)現(xiàn)平均電流型PFC轉(zhuǎn)換所需的全部功能。

FAN4822平均電流型PFC控制電路可提供很高的功率因數(shù)，同時它的諧波失真很小。另外，F(xiàn)AN4822控制器還具有欠壓鎖定、過壓保護(hù)、峰值電流限制和輸入節(jié)電保護(hù)等功能。

通過FAN4822中的ZVS控制電路可驅(qū)動一個由MOSFET、二極管、電感和其它元器件組成的零電壓開關(guān)電路。同時，通過這一新技術(shù)還可以減小二極管的反向恢復(fù)時間和MOSFET的開關(guān)損耗，并可最大限度地減小EMI電磁干擾。 FAN4822的主要特點(diǎn)如下：

具有平均電流檢測、持續(xù)推動、前沿觸發(fā)等特點(diǎn);

具有很低的整體諧波失真和接近于理想的(98%以上)效率;

片內(nèi)ZVS開關(guān)控制器可在大功率應(yīng)用時響應(yīng)高效、快速;

可通過降壓控制方式來對平均線電壓進(jìn)行補(bǔ)償;

內(nèi)含增益調(diào)節(jié)器，可改善電路的噪聲性能，同時可提供通用的輸入操作;

內(nèi)含過電壓比較器，可有效防止輸出短路或 負(fù)載開路;

具有欠壓鎖定功能，同時具有電流限制和軟啟動功能;

具有1.3%的內(nèi)部精密參考源。

2 引腳功能

FAN4822具有14腳DIP和16腳SOIC兩種封裝形式，圖1所示是其兩種封裝的引腳排列圖。各引腳的功能如下：

VEAO：電壓跨導(dǎo)型誤差放大器輸出端;

IEAO：電流跨導(dǎo)型誤差放大器輸出端;

ISENSE：器件內(nèi)部PFC限流比較器的電流檢測輸入端;

IAC：內(nèi)部PFC增益調(diào)節(jié)器參考輸入;

VRMS：線性電壓補(bǔ)償輸入端;

RTCT：用于連接內(nèi)部振蕩器;

ZVSENSE：內(nèi)部高速零電壓交叉比較器的輸入端;

GND：模擬信號接地端;

PWRGND：PFC和ZVS驅(qū)動輸出轉(zhuǎn)換控制端;

ZVSOUT：ZVSMOSFET驅(qū)動輸出;

PFCOUT：PFCMOSFET驅(qū)動輸出;

VCC：電源端;

REF：內(nèi)部7.5V電壓參考緩沖輸出;

FB：電壓跨導(dǎo)型誤差放大器輸入端。

3 結(jié)構(gòu)原理

通常情況下，輸入電壓范圍寬的PFC升壓型轉(zhuǎn)換器由于其開關(guān)損耗的增加，往往要損失很大的輸出功率。而使用零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)則可大大減少功率MOSFET的開關(guān)損耗，從而較大地改善大功率PFC電路的工作效率。因此，設(shè)計(jì)時可以再用一個較小的MOSFET和一個電感儲能元件來完成ZVS功能，以將PFC的MOSFET管的開關(guān)損耗轉(zhuǎn)換成有效的輸出功率。

FAN4822的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖如圖2所示。該器件的基本功能是提供功率因數(shù)校正，可對連續(xù)平均電流模式進(jìn)行控制的直流總線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。與Micro Linear公司的PFC/PWM系列控制器件一樣，F(xiàn)AN4822也使用上升沿脈沖寬度調(diào)制的方法來減少系統(tǒng)的噪聲并使頻率同步到PWM中的一個下降沿，以實(shí)現(xiàn)盡可能高的直流總線電壓寬度。但是，F(xiàn)AN4822與Micro Linear公司的此類器件所不同的是：FAN4822將ZVS FET開關(guān)的控制電路集成到了FAN4822芯片之內(nèi)，因此，F(xiàn)AN4822所控制的開關(guān)損耗可以達(dá)到最小。

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