大功率PFC驱动芯片电路设计

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伴随着电力电子技术的迅速发展,电力电子设备也得到了广泛的应用。而传统的电力电子设备容易引入谐波失真和无功损耗,造成电网污染。功率因数校正(PFC,PowerFactorCorrection)技术是减少高次谐波,消除电力电子设备造成的谐波污染,提高用电效率的一种措施。功率因数的高低已经成为衡量电子设备的指标之一,伴随人们对电力电子设备性能要求的不断提高,带有功率因数校正的用电设备,也越来越受到欢迎。   本文在基于功率因素校正电路基本拓扑和常见控制方式的分析比较基础上,仿真比较了平均电流模式和峰值电流模式的优劣,为减小电压环的稳定性问题又引入了电压前馈。最后选定了采用电压环、电流环双环反馈,带电压前馈的平均电流模式控制的升压式拓扑功率因数校正电路。   本电路主要包括:基准电压和电流源、电压调整电路、误差放大器、锯齿波和由增益调节器、模拟平方器组成的核心模块。其中增益调制器和模拟平方器,通过乘除法和平方运算,输出包含了调节输出电压的信号成分,也包含了电流所要跟随的正弦信号成分。误差放大器主要采用外部电阻、电容组成的反馈网络来确定整个电压环、电流环的反馈。   基于TSMC0.35μmBCD工艺下,工作参数为:输入220V、50Hz输入市电,工作频率100KHz,输入功率250W。使用HSPICE软件对电路各个模块和整体电路进行了仿真。结果表明各模块都能满足目标要求。经整体仿真验证,输入电流和输入电压同相,输出396V稳定直流(3V纹波),总谐波失真THD=16.62,功率因数98.64%。电路效率95.44%。
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