基于雙環(huán)控制策略的功率因數(shù)校正電源的研制

2.2 后級(jí)DC/DC設(shè)計(jì)

由圖1可見(jiàn)，后級(jí)DC/DC 變換的主電路采用雙管正激變換電路。采用峰值電流控制模式，其主要優(yōu)點(diǎn)是具有良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低功率損耗的目的。DC/DC 變換采用后沿觸發(fā)的、同步于Boost和PWM電路中功率開(kāi)關(guān)最小重疊時(shí)間的調(diào)制器，以減小輸出端濾波電容上的紋波電流[4]。

相比于平均電流模式，峰值電流模式有可能會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩，因此需要在電流誤差放大器的輸入端加入斜坡補(bǔ)償信號(hào)[5]。

在本設(shè)計(jì)中斜坡補(bǔ)償信號(hào)取自芯片內(nèi)部的振蕩器。圖4示出本設(shè)計(jì)的斜坡補(bǔ)償方法。

電壓誤差放大器和電流誤差放大器的設(shè)計(jì)與前級(jí)PFC 電路的設(shè)計(jì)基本類似。電流內(nèi)環(huán)由采樣電阻得到峰值電流信號(hào);電壓外環(huán)亦采用常規(guī)零、極點(diǎn)補(bǔ)償，電壓外環(huán)帶寬取為1 kHz。實(shí)現(xiàn)了較好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)效果。

3 試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，其中交流輸入電壓Uin=220 V。圖5(a)給出了PFC 電路開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電壓ug s和漏源電壓ud s波形。圖5(b)給出了滿載時(shí)電網(wǎng)側(cè)電壓uin與電網(wǎng)側(cè)電流iin的波形(電流的采樣通過(guò)在輸入端串聯(lián)5.1 Ω 的電阻, iin為采樣電阻上的電流波形)。

圖6(a)給出后級(jí)DC/DC 功率級(jí)雙管正激開(kāi)關(guān)管的漏源電壓ud s。圖6(b)給出高頻變壓器一次側(cè)電壓波形。圖6(c)給出DC/DC 級(jí)輸出電壓波形。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的基于雙閉環(huán)控制策略的功率因數(shù)校正電源，其性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，控制電路設(shè)計(jì)明顯簡(jiǎn)化。該復(fù)合控制芯片以其卓越的控制能力和極低的價(jià)位為提高中小功率的開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，抑制諧波污染，實(shí)現(xiàn)綠色用電革命，開(kāi)辟了新前景。