等待圖文并茂的大作

    為了回答上面的幾個問題，首先有必要講一下單級PFC的基本原理。臨界模式的單級PFC最早應(yīng)該是由L6562這顆PFC控制芯片改進(jìn)得來的，先給出一個框圖描述L6562用于單級PFC的基本結(jié)構(gòu)和外圍電路，定性分析工作原理。

    再來看PFC功能。乘法器的輸入分別來自誤差放大器的輸出和整流后饅頭狀正弦半波的分壓，因此乘法器輸出也是饅頭狀正弦半波，那么最終初級電感電流峰值也就跟隨饅頭狀正弦半波，下面這個圖可以說明問題。

    我們再看，反激式電路中D的表達(dá)式為：D=Vor/（Vor+Vin），Vor是反射電壓，Vin是輸入電壓。單級PFC中，Vor=n*（Vo+Vd）基本可認(rèn)為是不變的，而Vin是隨著線電壓相角變化的，為了提高PF，必須減弱D隨線電壓變化的程度，那唯一的辦法就是增大Vor，當(dāng)Vor大到一定程度時，Vin從零變化到線電壓峰值，D基本可認(rèn)為不變了，那么功率因素就近似為1了。

    通過以上的分析，應(yīng)該已經(jīng)完全解釋了帖子開始提出的問題2。在工程設(shè)計(jì)中，對于全電壓情況下，通常的設(shè)計(jì)使得110V下的功率因素可以很容易超過0.98，但到了265V的時候，通常只有0.9左右了，針對這個問題，可以說，基本是沒有辦法的，進(jìn)一步提高匝比，或者說是反射電壓，肯定可以進(jìn)一步改善，但是MOS管的耐壓就要進(jìn)一步提高了，此外，過高的反射電壓會導(dǎo)致另一個問題。這個問題就是，當(dāng)反射電壓明顯大于輸入電壓時，變換器如果在斷續(xù)工作模式（包括準(zhǔn)諧振），那么退磁完成進(jìn)入自由振蕩后，MOS管的漏極會出現(xiàn)負(fù)壓，導(dǎo)致MOS管的體二極管導(dǎo)通，效率顯著降低了。

第三個問題:因?yàn)殚_關(guān)波形的包絡(luò)是整流后100Hz的波形，故輸出也是會有100Hz的紋波。

再來一個問題：PSR+PFC的是怎么實(shí)現(xiàn)PFC，有能夠PSR恒流的？

第三個問題算是回答了，但是不夠詳細(xì)，呵呵，后面我爭取解釋清楚。

PSR+PFC實(shí)現(xiàn)PFC的原理完全一樣，如何PSR恒流的，建議你看一下LT3799的內(nèi)部框圖，這是一個典型例子，內(nèi)部原理講的非常詳細(xì)。

    繼續(xù)來看上面那個圖中包含的信息。圖中白色的三角狀部分表示次級電感電流峰值，對這個電流取平均值，就得到了次級電流的平均，和輸入電流波形一樣，是一個100Hz的比正弦半波更扁的低頻波，這個電流最終被分為兩部分，一部分流入輸出濾波電容，一部分流入負(fù)載。理想情況下，電容上將吸收所有的交流，輸出負(fù)載只流過直流，但這個交流成分的頻率是100Hz，要處理如此的低頻紋波，電容容量會大的驚人，因此，第三個問題得到了解答，單級PFC的紋波很大也是從結(jié)構(gòu)上沒有辦法改善的。增加一級次級調(diào)節(jié)器也許是唯一的辦法。

    接著討論占空比相關(guān)的問題。如果輸出電壓電流以及輸入線電壓不變，臨界或者斷續(xù)模式下的單級PFC每一個開關(guān)周期的開關(guān)管導(dǎo)通時間是保持恒定的，這就保證了初級電感峰值電流跟隨饅頭狀的正弦半波。但是需要引起注意的是，導(dǎo)通時間必定隨著輸出負(fù)載功率的增加以及線電壓的降低而增大，至于道理很簡單，因?yàn)槟芰渴睾?，輸出能量大了，輸入電壓低了，那輸入電流必須增大，因此?dǎo)通時間勢必增大。導(dǎo)通時間增大同時導(dǎo)致關(guān)斷時間也要增大，最終在臨界模式單級PFC中出現(xiàn)的現(xiàn)象是，平均開關(guān)頻率的最低值發(fā)生在最低線電壓和重載下，最高值發(fā)生在最高線電壓和輕載下，最低我們知道不宜低于20KHz，否則可能有音頻噪聲，最高，通常不高于150KHz，以免進(jìn)入傳導(dǎo)EMI測試頻段，這就是很多IC內(nèi)部為什么限定最高與最低頻率的原因。

    開篇的三個問題，還有第一個沒有回答，單級PFC通常工作在臨界模式或者斷續(xù)模式，這涉及到的原因很多，下面一一道來，不全面的地方歡迎大家補(bǔ)充。

樓主終于開講了，好貼，繼續(xù)聽課

    第一個原因：單級PFC工作在斷續(xù)或者臨界模式下可以實(shí)現(xiàn)原邊恒流。斷續(xù)或者臨界模式下，初次級側(cè)電感電流均為三角波，輸出平均電流可以表達(dá)為Io=Ipks*D'/2，D‘是退磁時間，臨界模式中可以近似等于1-D，其中Ipks=n*Ipkp，而1-D可以從從初級側(cè)驅(qū)動信號下降沿計(jì)時到過零檢測觸發(fā)結(jié)束得到，因此，斷續(xù)或者臨界模式下要實(shí)現(xiàn)恒流，所需的全部信息可以從初級側(cè)得到。連續(xù)模式下則是不行的，因?yàn)殡娏鞯墓戎凳遣欢ǖ?。?dāng)然，連續(xù)模式下要實(shí)現(xiàn)原邊恒流也未必不可能，有興趣的可以參看一下上海占空比的DU8623，細(xì)讀一下其恒流專利，盡管這是一個BUCK結(jié)構(gòu)的IC，但其恒流思路用在連續(xù)模式下的原邊反饋應(yīng)該是可行的，這里就不詳述了。

    第二個原因：大信號不穩(wěn)定現(xiàn)象。單級PFC在線電壓瞬時值較低時，占空比非常大，遠(yuǎn)超過0.5，如果采用常見的定頻PWM并且工作在連續(xù)模式，將產(chǎn)生次諧波不穩(wěn)定問題，并且，由于輸入電壓是瞬間變化的饅頭狀正弦半波，企圖通過斜率補(bǔ)償來消除這一不穩(wěn)定現(xiàn)象幾乎是不可能的。本帖最終介紹的大功率單級PFC采用固定固定關(guān)斷時間的控制方法，避免了次諧波不穩(wěn)定問題。

    第三個原因：小信號不穩(wěn)定現(xiàn)象。這個問題可以說是比較牽強(qiáng)的，眾所周知斷續(xù)模式下不存在右半平面零點(diǎn)問題，但實(shí)際上，單級PFC的環(huán)路帶寬非常低，完全避開了右半平面零點(diǎn)頻率。

    應(yīng)該還有其他的原因，歡迎大家補(bǔ)充。

先來個實(shí)例，很早以前做的，LT3799，通用輸入范圍，輸出1A恒流，電壓20--25V。

    再看一下輸出電壓紋波。

 先撇開PFC部分的功能，這個框圖和普通的定頻峰值電流控制模式反激式電路的區(qū)別在于沒有固定的時鐘信號，開關(guān)管開啟，初級電感電流上升到Rs上壓降達(dá)到乘法器輸出電壓時，RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，開關(guān)管關(guān)斷。對于定頻PWM控制IC，開關(guān)管的導(dǎo)通受固定頻率時鐘信號控制

》》》》》》》》》》》這個其實(shí)就是電流型控制IC和電壓型控制IC的最根本的區(qū)別了，三角波的來源

    繼續(xù)來寫，首先上傳幾個文件。

    AN1059.pdf

    L6562 Transformer Calculate Tools5W.xls

    這兩個文件可能見過的不算陌生，第一個應(yīng)用手冊非常詳細(xì)地推導(dǎo)了臨界模式單級PFC的大信號工作原理，第二個表格則用來計(jì)算變壓器。很多工程師可能不需要詳細(xì)的計(jì)算就能做出一個合格的電源，但前提肯定是反復(fù)地嘗試，最終形成了積累。單級PFC的變壓器設(shè)計(jì)如果完全用公式來量化，可以說是非常復(fù)雜的，涉及到一些無法用代數(shù)表達(dá)式表示的積分項(xiàng)，所以設(shè)計(jì)表格中出現(xiàn)了多項(xiàng)式形式的近似計(jì)算。

    下面開始引入重點(diǎn)了，為什么臨界模式的單級PFC功率不適宜做大？希望大家可以一起討論。

功率越大，感量越小，漏感的控制很嚴(yán)格，開機(jī)Inrush電流也大，對MOS的電流應(yīng)力要求很嚴(yán)。

目前看到有人做到180W了。

學(xué)習(xí)來著