UC3854可控功率因数校正电路设计(5)

TI公司UC3854的datasheet,简体中文版,某期刊连载,比台湾那个繁体中文转过来的版本好多了,虽然也有一些翻译错误。

分大小为平均输入电压的 6 6% )前,。

次谐波所造成的输入电流三次谐波成分大小将与二次谐波纹波电压一,

由输出纹波电压造成的输入失

馈电压除法器的滤波电容大大地衰减了二次谐波并有效地消除了较高频的谐波因此前馈的输入端仅会存,

真量决定了电压控制环路的带宽若,

,

样若在前馈电压中出现 3%的二次。

输出电容很小而且失真量又必须很,

谐波则输入电流也将含有 3%的三,

小

,

则控制环路的带宽就必须要低

,

在少量的二次谐波

。

如图 3所示这,

次谐波失真

。

这样纹波电压才可以经由误差放大,

个前馈电压将会被控制电路送入平方器。

由于纹波电流会流经输出电容

器加以衰减瞬时响应时间是环路带

。

由于该纹波具有相当高的直,

因此输出电压也会含有二次谐波的

宽的函数低带宽将会减慢瞬时响应速度并造成较大的超越量,。

,

流成分

因此纹波的大小会变成原。

纹波该纹波电压会经由误差放大器反馈至乘法器并像前馈电压信号一,

。

所以输

来的两倍有影响,

除法器对纹波的成分没

出电容必须大到可实现快速的输出

因此它会直接出现在乘法,

样控制着输入电流这也会造成输入电流的二次谐波失真由于这个纹。

,

,

瞬时响应与低输入电流失真

。

器的输入端

最后变成输入电流的。

设计环路补偿器的技巧就是找出误差放大器中输出纹波电压的衰

三次谐波失真与相移

平方电路将:

波电压不会经过平方器它所造成的谐波失真大小与相移量是纹波电压所造成的一半。

,

信号转换成两倍的动作表示

输入

减量并倒推回增益为 1时的频率当,。

电流谐波失真量 (以百分比表示 )与

为了避免相移电压,

相位边界最小时环路的带宽最高,

。

前馈输入端纹波电压 (以百分比表示 )是相同的,。

误差放大器的输出纹波电压必须与

因此选择 4 5度的相位边界是一个不

线电压同相位

。

这样电压误差放大

,

错的折衷方法这样可以得到满意的环路稳定性与快速的瞬时响应并且,

,

很明显前馈的纹波电压必须保

器则必须将二次谐波相移 9 0度以使得其输出与线电压同相位。

持很小输入电流的失真才会降低

,

。

容易设计这样设计的电

压误差放大器在环路增益等于,

。

纹波电压可以利用一个具有单极点且截止频率非常低的滤波器来加以

使用平均电流模式控制法的升压转换器其电压环路的控制对输出,

1

的频率之前都

是平坦增益在此频率之后则呈单极点下降这样的设计可通过一个简单的电路得到线路频率二次谐波的最。

衰减

。

然而由于希望系统能够快速,,

转移函数具有单极点的下降特性因,

响应输入电压的变化因此滤波器的响应时间也不能太久,。

此可用一个平坦增益的误差放大器

当然这两种

,

来进行补偿90

。

虽然这会产生一个有,

大衰减量

,

并获得最大的带宽与。

45

需求是相违背的所以必须要想出一

度相位边界的高稳定环路。

然而

度的相位边界

个折衷的方法使用一个具有双极点的滤波器可以在纹波衰减量相同的前提下提供比单极点滤波器更快的瞬时响应时间双极点滤波器的另一个优点是它的相移量是单极点滤波器的两倍8 1 0度,。。

。

这样还未达到最优化的设计由于输出电容上纹波电压的相位与输入电

关窟关真当交流侧的输入电压越过零伏

流相位相差

90

度若误差放大器对,,

二次谐波频率有平坦增益则输入电

特时将会发生所谓的尖波失真在此时电流控制信号所需要的电流将会超过可得到的电流变化率如图 4所,

,

流产生的失真和相移将和经整流的交流电压相位相差90

这将导致二次谐波相移

度,

。

通过将相

而且其产生的三次谐波与输

移导入电压误差放大器系统的功率因数将得到改善这样将可将功率因。

示

。

当输入电压接近零伏时在功率,

,

入电流的相移部分变得与输入电压

晶体关闭的时候电感的两端会存在一个很小的电压电流将无法快速地,

相同若前馈电压加上一个单极点滤波器大小为前馈输入,

。

数相移的成分移动至与输入电压吻合并得到功率因数的提升,。

3%

的二次谐

在电压

建立起来

,

因此电流变化率太低输

,

波纹波电压的相移成分将会导致住9 7

环路稳定的前提下可加入的相移量是有限的45。

,

入电流达到预计的值需要延迟一段

的功率因数,

。

若使用一个双极

如果将相位边界减少到

短暂的时间当输入电流达到所设定的值之后,,

。

点的滤波器

则在功率因数上不会有任何相移成分原因是它的输出与输入电流是同相位的由前馈输入端二。

度

,

则二次谐波的相位将会非常,

控制环路的运作回归正

,

接近 9 0度这使得失真成分与输入电压同相。

常输入电流也开始追随控制信号而变化输入电流无法依照控制信号变。

世界电子元器件 2 0

5 4

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