
图1:双级有源式功率因数校正开关电源的典型框图。图中标出部分是两个控制级的互动过程。
本文介绍一个新型转移工作模式功率因数校正(PFC)预稳压器控制器IC,新IC基于一个标准的TM PFC(转移式功率因数校正器)内核,通过增加几个无源器件新增多个辅助功能,而这些功能通常需要增加复杂电路才能实现。本文对这些功能进行了详细的介绍,并辅以大量的实例加说明。
有源功率因数校正是今天的开关电源(SMPS)应用中的一种常见功能,特别是用于抑制公共供电系统中的谐波电流的稳压应用,例如欧洲的EN61000-3-2和日本的EIDA-MITI标准。
有源功率因数校正SMPS的最典型结构是由两个串联级组成:第一级是一个PFC预稳压器,实际上它是一个升压转换器,负责调整交流电源电压,然后形成一个稳压的中间直流总线;第二级则是一个串联的直流-直流转换器,中间直流总线为其供电,输出形成开关电源输出轨,还可以提供安全标准要求的隔离功能。图1所示是带有交流直流适配器的一种特殊情况,串联的直流-直流转换级是一个单输出的逆向转换器。
电路中每一级都由一个控制器IC控制,控制器具有在指定工作条件下正确控制功率通量(power flow)所需的功能,以及某些处理异常工作条件所需的安全保护功能。不过,如图1所示,这两级控制器并不只是按顺序处理功率,而且还以某种方式“对话”,两个控制器IC之间的双向通信是一个重要功能:通断顺序、无负载和错误处理需要两级协调完成。
因此,在大多数开关电源设计中,建立这种通信机制并让两个控制芯片能够协调工作,通常需要由电压参考电路、功率放大器和比较器(或者齐纳二极管和小信号双极晶体管,具体情况视特殊应用的需求和价值)组成的附加电路。在这个方面,市面上见到的PFC控制器IC几乎不具备任何简化这种