低諧波、高功率因數(shù)AC/DC開關電源變換器設計

MC34261的啟動閥值電壓為10土0+8V，啟動電流是0.3mA，工作電流典型值是7.1mA，峰值驅動輸出電流為0.5A，動耗不大于0.8W。除欠壓鎖定之外，MC34261的保護功能還包括輸出箝位、峰值電流限制等。MC34261屬于可變頻率不連續(xù)電流型功率因數(shù)控制Ic。與固定頻率不連續(xù)電流型控制Ic比較，MC34261可提供更高的APFC能力和更低的liD。MC34261的引腳排列和引腳功能與SILICINGENERAl公司的SG3561A和三星公司的KA7524相同，性能等效于西門子公司的TDA4817，但引腳排列不同。APFC型AC/DC電源變換器電路結構和工作波形。

以升壓型有源功率因數(shù)校正IC電路MC34261為基礎的(開關)電源變換器的設計思想是把MC34261作為APFC前置調節(jié)器，置于二極管整流電路中，監(jiān)控入端電流，使電流波形跟蹤電壓波形的變化，調整入端電壓、電流的相位，達到抑制電流諧波、提高電源變換器4-1由MC34261控制的AC/OC(開關)電源變換器電路。

其基本工作過程是，工頻市電經(jīng)LC射頻驅動Q再次導通，Q可等效為由Ic控制的開(RF)濾波和橋式整流后，得到正弦半波直流脈關K，由MC34261控制的APFC開關電源的沖電壓。通過的電流首先向cs充電，當cs開關特性如圖4-2所示。上的電壓達到的約10V時，控制器Ic被啟動并開始工作。正弦半波直流電壓經(jīng)R、R組成的分壓器分壓通過腳3輸入到Ic的一象限乘法器。在濾波大電容c上的直流輸出電壓V被電阻分壓器中R。取樣，經(jīng)腳l輸入到Ic中的誤差放大器的反相輸入端，與2.5V的基準電壓比較并放大，輸出一個直流誤差電壓也送到乘法器，乘法器的主要作用就是保證AC輸入電流Im跟蹤輸入電壓v的變化。流經(jīng)開關功率管MOSFET(Q)的導通電流在R上轉換成電壓信號，經(jīng)R，、C。組成的低通濾波器濾渡，通過腳4輸出到1c的PWM比較器，由升壓電感L的副繞組，將L中的電流信號取樣并經(jīng)腳5輸入到1c中的零電流檢測器，這樣1c中的邏輯電路的觸發(fā)，同時受到電流傳感比較器和零電流檢測器的輸出信號的控制，并保證Ic的腳7在同一時刻只有一個PWM脈沖輸上。當L中電流由0增到最大值的過程中，Q導通，而二極管D中無電流通過;當I從最大值下降直到變?yōu)?之前，Q則截止，而D中有電流通過;一旦降至零，Ic腳7就輸出PWM脈沖。

APFC型AC/DC電源變換器電路結構和工作波形

由MC34261控制的APFC型(開關)穩(wěn)壓電源電路結構如圖4一1所示。驅動Q再次導通，Q可等效為由Ic控制的開關K，由MC34261控制的APFC開關電源的當cs開關特性如圖42所示由于Ic的控制作用，L中峰值電流的包絡曲線緊緊跟蹤AC輸入電壓的變化，在APFC電子電源變換器電路中，Ic腳7輸出驅動電壓n電感電流“AC輸入電壓和輸入電流Ii，v等渡形如圖4-3所示。

由于AC輸入電壓V和DC輸出電壓vw都受到Ic的監(jiān)控，1c通過輸出PWM驅動脈沖控制MOSFET的開關時間，故在APFC電路的輸出端可產(chǎn)生高度穩(wěn)定的直流電壓。當.一旦升高時，Ic腳7就輸出寬一些的驅動脈沖，使MOSFET導通時間變長，從而使降至設定的穩(wěn)壓值值得說明的是，這種開關穩(wěn)壓電源要求DC輸出電壓必須高于峰值AC輸=入電壓，因此對MOSFET的耐壓要求較高，在設計時，須引起注意。

采用升壓型APFC技術設計的AC/DC(開關)電源變換器具有明顯的優(yōu)點，對于我們設計高功率因數(shù)、低諧波含量的工業(yè)負載具有積極意義。本文的目的是使每一個電子系統(tǒng)工程師意識到對他們所設計的每一個工業(yè)負載或設備，應把降低諧波、提高功率因數(shù)作為系統(tǒng)設計的一個重要指標之一。與其把電力系統(tǒng)污染后，再被動地進行治理和補償，不如我們主動地把工業(yè)負載或設備的電子電源和電子裝置設計成低諧波、高功率因數(shù)的非污染源，自覺維護電力系統(tǒng)的電氣環(huán)境，提高我國工業(yè)設備的用電質量。