新一代單片PFC PWM控制器
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
美國ＣＭＣ半導體公司推出的單片PFC＋PWM控制器CM68xx和CM69xx系列產(chǎn)品，由于采用了ＬＥＴＥ（上升沿調制PFC／下降沿調制PWM）和ＴＭ（增益調制技術）等專利技術從而使CM68xx和CM69xx這兩種系列芯片的增升電容可以做到非常小，從而節(jié)省無功功耗和元件成本。另外，也可提供全面保護（如電壓保護、過壓保護、過流保護、短路保護及過熱保護等）功能，其主動式的PFC（功率因子校正）可使功率因子接近１。CM68xx系列和CM69xx系列涵蓋了從５０Ｗ到５０００Ｗ的應用，這使得它們可以廣泛地應用于ＰＣ電源、空調、大屏幕彩電、監(jiān)視器、ＵＰＳ、ＡＣ ａｄａｐｔｏｒ等眾多需要開關電源的應用領域。ＣＭ６８００與ＣＭ６９０３的軟啟動電流僅為１００μＡ，其中ＣＭ６８００采用ＤＩＰ１６封裝，ＣＭ６９０３為ＳＩＰ９封裝，它們均具有極高的性價比。本文僅介紹大功率產(chǎn)品ＣＭ６８００的結構、特點及應用。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/259033.htm
２ CM6800/1的主要特點
CM6800/1內含脈寬調制控制器，能促進小型低成本大容量電容在開關電源設計中的應用。同時該產(chǎn)品還可降低電力線路負載，減小場效應管的應力，從而設計出完全符合ＩＥＣ－１０００－３－２規(guī)范的開關電源產(chǎn)品。
CM6800/1的主要特性如下：
●PWM部分添加了反向限流；
●２３Ｖ Ｂｉ－ＣＭＯＳ處理；
●通過ＶＩＮ ＯＫ可保證以２．５Ｖ而不是１．５Ｖ運作PWM；
●具有同步的前沿PFC及后沿PWM；
●為超快PFC響應提供有高轉換率誤差放大器；
●具有低啟動電流(１００μＡ ｔｙｐｅ．)和低工作電流(３．０ｍＡ ｔｙｐｅ．)特性；
●低ＴＨＤ、高ＰＦ；
●利用PFC與PWM之間的存儲電容可減小紋波電流；
●具有平均電流控制模式，同時具有連續(xù)或非連續(xù)工作模式的ｂｏｏｓｔ型前沿PFC；
●內含ＶＣＣ ＯＶＰ 比較器，可低功率檢測；
●PWM電路既可以采用電流模式，也可以采用電壓模式工作；
●可通過電流反饋增益調節(jié)器改善電路的噪聲影響；
● 內部含有斷電保護、過壓保護、欠壓鎖定(ＵＶＬＯ)、軟啟動及電壓參考電路。
３ CM6800/1的引腳功能及參數(shù)
３．１ 引腳功能
CM6800/1電源控制器具有ＳＯＰ－１６（Ｓ１６）和ＰＤＩＰ－１６(Ｐ１６)兩種封裝形式，兩種封裝的工作溫度范圍均為－４０℃～＋１２５℃，圖１所示是ＣＭ６８００／０１的引腳排列圖。表１給出了它們各引腳功能及該腳的工作電壓。
表1 CM6800/1引腳功能及工作電壓
３．２ 主要參數(shù)
CM6800/1的主要參數(shù)如下：
● 器件最高工作電壓Ｖｃｃ為２３Ｖ；
● PFC最大輸出電流為１Ａ；
● PWM最大輸出電流為１Ａ；
● ＩＡＣ最大輸入電流為１ｍＡ；
● ＩＲＥＦ最大輸入電流為１０ｍＡ；
● PFC、PWM的輸出電壓范圍均為(ＧＮＤ－０．３)～(ＶＣＣ＋０．３)Ｖ；
● ＩＥＡＯ 腳的電壓為０～４．５Ｖ；
● 片內振蕩器的振蕩頻率：６６～７５．５ｋＨｚ(ＴＡ＝２５℃)；
● PFC占空比范圍為０～９５％；
● PWM占空比范圍為０～４９．３％；
● 軟啟動電流典型值為１００μＡ；
● 操作電流典型值為３．０ｍＡ；
● 欠壓鎖定門限電壓典型值為１３Ｖ。
４ CM6800/1的內部結構原理
CM6800/1的內部結構框圖如圖２所示，它由一個平均控制電流以及連續(xù)的ｂｏｏｓｔ同步前沿PFC和后沿PWM組成，其中PWM既可用于電流模式又可用于電壓模式。而在電壓模式中，與PFC輸出相接的前饋控制電路可改善PWM的線性控制規(guī)則；在電流模式中，PWM通常用下降沿（后沿）調制方式，而PFC則用上升沿（前沿）調制。這種前、后沿調制專利技術的運用使得PFC的誤差放大器具有較寬的帶寬，而且能夠有效地減小與PFC ＤＣ端相連的電容的尺寸。
CM6800/1具有功率因數(shù)校正和大量的保護功能，其中包括軟啟動、PFC過壓保護、峰值電流限制、斷電保護、占空比限制及欠壓鎖定等。
由圖２可知，PFC部分由增益調節(jié)器、電壓誤差放大器、電流誤差放大器、過壓比較器、PFC限流比較器、電壓參考電路及振蕩器等組成。其中增益調節(jié)器是PFC的主要部分，它可以對干線電壓波形、頻率、RMS線上電壓、PFC輸出電壓以及整個電流反饋的響應進行控制。PWM部分由脈寬調制器、PWM限流比較器、ＶＩＮ ＯＫ比較器、PWM控制（ＲＡＭＰ２）電路（電流模式及電壓模式）、軟啟動電路、占空比限制電路及直流限流比較器等組成。這一部分最重要的問題是和PFC部分的內部同步問題，其同步特性簡化了PWM的補償電路，它主要靠PFC的輸出電容（即PWM輸入電容）來對紋波進行控制，而且PWM的工作頻率與PFC相同。
CM6800/1突出的優(yōu)點是采用了同步的前沿PFC和后沿PWM調制技術。PWM的后沿調制是在系統(tǒng)時鐘的后沿開關將要接通時進行的。其方法是將誤差放大器的輸出和調制的斜坡電壓進行比較，然后在開關接通期間確定其后沿調制的有效占空比，圖３所示是其后沿調制示意圖。而前沿調制是在系統(tǒng)時鐘的前沿開關斷開時進行的，其方法是當調制斜坡電壓達到誤差放大器輸出電壓時，開關接通，并在開關斷開期間確定前沿調制的有效占空比，圖４所示是其前沿調制原理示意圖。
這種控制技術的優(yōu)點之一是只需要一個系統(tǒng)時鐘，開關１（ＳＷ１）斷開和開關２（ＳＷ２）接通可在同一瞬間將瞬時的“ｎｏ－ｌｏａｄ”周期減至最小，從而通過開關作用得到較低的紋波電壓同時在同步開關作用下減小前端的紋波電壓。采用這種方法，可將１２０Ｈｚ的PFC的輸出紋波電壓改善３０％。
５ CM6800/1的應用
CM6800/1集成芯片可廣泛應用于大功率開關電源中，圖５是CM6800/1芯片以電流模式工作的應用電路，圖６是芯片工作在電壓模式的應用電路。在電流模式應用中，ＲＡＭＰ２端的信號可直接從電流感應電阻Ｒ１９得到，且在變換器的輸出期間為一個典型的電流。同時，ＤＣＩＬＩＭＩＴ可用于提供周期性的限制電流，在該應用中，它可直接和ＲＡＭＰ２連在一起，而且ＤＣＩＬＩＭＩＴ輸入還可用于輸出進行過流保護。而在電壓模式應用時，ＲＡＭＰ２端和一個ＲＣ定時電路（Ｒ６２、Ｃ５０）連接在一起，可產(chǎn)生一個斜坡電壓，其最小值為０Ｖ，最大值約為５Ｖ。需要說明的是：應用與PFC輸出相連接的前饋電路可為PWM提供一個理想的周期斜坡信號，這對改善其線性規(guī)則的準確性和響應有一定幫助。
（轉自 中國電子網(wǎng)）
文章作者：安徽合肥解放軍電子工程學院 馬國勝 安徽合肥解放軍炮兵學院 田 野
pwm相關文章:pwm原理
評論