采用UC3854的有源功率因数校正电路工作原理与应用
从图3所示的UC3854工作框图中可以看到,它有一个乘法器和除法器,它的输出为,而C为前馈电压VS的平方,之所以要除C是为了保证在高功率因数的条件下,使APFC的输入功率Pi不随输入电压Vin的变化而变化。 工作原理分析、推导如下:
乘法器的输出为
式中:Km表示乘法器的增益因子。
Kin表示输入脉动电压缩小的比例因子。
电流控制环按照Vin和电流检测电阻Ro(参见图2)建立了Iin。
Ki表示Vin的衰减倍数
将式(3)代入式(4)后有
如果PF=1 效率η=1有
由(6)可知:当Ve固定时,Pi、Po将随V2in的变化而变化。而如果利用除法器,将Vin除以一个
可见在保证提高功率因数的前提下,Ve恒定情况下,Pi、Po不随Vin的变化而变化。即通过输入电压前馈技术和乘法器、除法器后,可以使控制电路的环路增益不受输入电压Vin变化的影响,容易实现全输入电压范围内的正常工作,并可使整个电路具有良好的动态响应和负载调整特性。
在实际应用中需要加以注意:前馈电压中任何100 Hz纹波进入乘法器都会和电压误差放大器中的纹波叠加在一起,不但会增加波形失真,而且还会影响功率因数的提高。
前馈电路中前馈电容Cf(图2、图4中的Cf)的取值大小也会影响功率因数。如果Cf太小,则功率因数会降低,而Cf过大,前馈延迟又较大。当电网电压变化剧烈时,会造成输出电压的过冲或欠冲,所以Cf 的取值应折中考虑。
五.小结
通过以上的讨论可以看出,由在APFC控制过程中,UC3854引入了前馈和乘法器、除法器,并且工作于平均电流的电流连续(CCM)工作方式,性能较优,使用效果较好,在实用中得到了广泛应用。
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