制作PFC充电器课件

1、目录问题的提出；L6562的工作原理及特点；384X与6562的对比；线路说明；测试结果波形；FOT工作模式；缺陷与不足；目录问题的提出；问题的提出目前charger线路存在的问题：为降低成本，去掉了整流桥后的大电解电容，使得模组相对于source为感性负载。当以发电机为source时，模组与发电机会产生振荡，影响了发电机的输出电压，造成输入端MOV的损坏fig.1 charger空载 fig.2 charger load=40WCH1：发电机输出电压、模组输入电压波形问题的提出目前charger线路存在的问题：fig.1 ch问题的提出使用PFC IC为控制IC以提高模组的PF值，使模组相对

2、于source为阻性负载，避免与发电机产生振荡，结果如下：fig.3 charger空载 fig.4 charger load=40WCH1：使用IC L6562后的发电机输出电压、模组输入电压波形其他带载情况参考：问题的提出使用PFC IC为控制IC以提高模组的PF值，使模L6562的工作原理及特点Fig.5 Block diagram of L6562 L6562工作于峰值电流模式，其工作原理为：将输出电压反馈结果与检测到的输入电压相乘，以此确定电感电流峰值。由此得到的输入电流是以100Hz正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流，理论上此时PF值=

3、1。Boost中电感电流波形如fig.6所示。Fig.6 inductor current waveform and MOSFET timing in Boost topologyL6562的工作原理及特点Fig.5 Block diagrL6562的工作原理及特点Fig.8 primary and secondary current waveformsFig.7 block diagram of 710-Z2727 为降低成本将L6562应用于flyback topology实现单级PFC，原理框图如上图所示，其工作原理与boost 类似，将副边输出电压反馈结果与检测到的原边输入电压相乘，以

4、此确定原边电流峰值。由此得到的原边输入电流是以100Hz正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流。原、副边电流如fig.8所示。由图可知以下两点： a. 变压器工作模式为DCM； b. 原边电流是断续的，即一个开关周期内只有在Ton时间内有电流，因此flyback拓扑中理论上就不能实现PF=1。L6562的工作原理及特点Fig.8 primary and384X与6562的对比38456562384X与6562的对比38456562384X与6562的对比ItemL6562384XPFC功能由multiplier实现无Compensation 内部结构无

5、内部电流源内部有1mA电流源参考电源无有Vref=5Voutput钳位于12V左右与Vcc相同内部振荡器无，由ZCD功能开通原边MOS有，用于开通原边MOSOVP有无DisableZCD置低comp置低V current sense1.7V1VFilter on current sense有，Leading edge blanking无Vcc-on12V8.4VVcc-off9.5V7.6VIstart-up=70uA1mAIcc3.5mA12mA384X与6562的对比ItemL6562384XPFC功能384X与6562的对比针对于L6562的特点，设计时应注意以下几点：L6562的com

6、p脚上没有电流源，这点不同于384X系列IC，因此输出电压反馈不能将光耦直接连到comp脚。参考L6562的应用文档，反馈电路如图fig.5所示；L6562的输出钳位于12V左右，因此Vcc电压最好也设置在12V左右，Vcc过高IC的损耗将增大。最好由线性稳压电路实现Vcc，同时也可解决IC无内部参考电源的缺点；ZCD（zero current detector），其功能为检测原边电感电流，当原边电感电流降低到最小时，开通原边的MOS。该功能可让模组工作于TM（Transition Mode），优点是：降低了MOS的开通损耗；省掉了输出diode的snubber吸收回路。缺点是：原副边的工作电

7、流增大，元件的通态、关断损耗都增大；且由于工作频率时刻在变化，变压器设计时的裕量增大，变压器磁芯利用率降低。由于输入电压波谷附近输入能量几乎为零，因此输出电压纹波会较原来使用3845的大，相应的输出电容容值应适当增大；PF值与输出动态相应两者互为矛盾，为实现较高的PF值，理论上要求控制回路带宽较小，动态相应差一点，因此这两项需要折中处理；由于6562动态相应差，输出电压容易过冲，设计时可利用IC内部OVP功能减小输出电压过冲；限功率线路设计；6562 IC抗冲击能力较差，焊接时烙铁要合理接地、不带电焊接；使用普通探棒测试波形时，注意测试点是否合理；384X与6562的对比针对于L6562的特点

8、，设计时应注意线路说明线路说明Feedback circuitFeedback circuitTransformer designFig.2 primary and secondary current waveforms由左边的公式可得，Ton大小是固定的，Toff大小随负载、输入电压的变化而变化。由公式可得，在输入电压波峰处，原、副边峰值电流最大，开关频率最小，设计变压器时应有足够的裕量保证变压器在此处不饱和。Transformer designFig.2 primarTransformer design变压器设计过程： 确定电感、匝比；按波峰处条件计算匝数；并验证是否饱和，是否绕的下。否则

9、回到A。由计算公式可知 ：匝比n越大，原边电流有效值越小，但副边电流有效值越大；n值越大，理论上的PF值越高；n值越大，副边的反射电压越大，MOS开通时的Vds越小，开通损耗越小；n值越大，模组工作频率越高，需考虑开关元件的损耗，另外n也受原边MOS的最大耐压限制，需要折中；开关频率越高，模组PF值越高，变压器尺寸越小；原边励磁电感L尽量小；L越小，工作频率f越大。变压器设计过程中应该注意的地方：线径选择尽量小。模组工作频率是时刻在变的，在选择线径时要注意趋肤效应的影响；在变压器设计时，Bmax不可取太大，防止变压器在波峰发生饱和现象。尽量减小漏感。减小线圈的层数，增加原、副边之间的耦合。由于

10、L6562的内部结构不同，其driver输出被钳位于12V左右，那么Vcc超出12V的部分将被IC内部输出的图腾柱上管损耗掉。因此设计时Vcc不宜过高，否则IC的损耗将增大。变压器计算公式参考：Transformer design变压器设计过程： OVPOVP条件：当流入pin comp的电流等于40uA时，IC内部OVP开始作用，关断输出驱动信号。OVPOVP条件：当流入pin comp的电流等于40uA时限功率线路限功率方法：增大CS电压或减小MULT电压，以减小输出功率。 限功率线路限功率方法：增大CS电压或减小MULT电压，以减小测试结果Input voltage & input cu

11、rrent Vin=120Vac, full load测试结果Input voltage & input curr测试结果MOSs Vds & voltage of Rsense Vin=120Vac, full load测试结果MOSs Vds & voltage of Rse测试结果Reverse voltage of output diode & voltage of Rsense Vin=120Vac, full load测试结果Reverse voltage of output 测试结果Vin（Vac）EfficiencyPF full loadTested by chroma384

12、3656265628089.46%87.20%0.9958589.94%86.81%0.9989090.25%86.64%0.9959588.38%86.92%0.99110088.75%86.96%0.99110588.78%87.66%0.99211089.59%87.96%0.99211589.56%88.29%0.98812089.66%88.45%0.99012589.83%89.02%0.98913090.00%88.89%0.99213590.15%88.91%0.99214090.23%89.09%0.99614590.35%89.23%0.988测试结果VinEfficien

13、cyPF full load测试结果Fig.1 Conduction of Line N full load, using L6562Fig.3 Conduction of Line N light load, using L6562Fig.2 Conduction of Line N full load, using IC 3843测试结果Fig.1 Conduction of Line NFOT工作模式FOT的特点：FOT的工作模式与TM刚好相反。TM中Ton=constant，工作于DCM，而FOT中Toff=constant，工作于DCM & CCM（输入电压波谷附近DCM，波峰附近CCM）；开关频率与匝比n 、Toff、输入电压有关，n、Toff越小或电压越高，对应的开关频率越大；开关频率与电感大小无关，但电感大一点，原、副边的电流就小一点；开关频率越小，原、副边的电流越大；副边diode的反向尖峰变大，需增加RC snubber吸收回路；由于TM相当于DCM，原副边的峰值电流较大，且频率变化范围较大。6562的另一工作模式为：FOT，需在线路图中做如右图所示的修改：FOT工作模式FOT的特点：由于TM相当于DCM，原副边的峰缺陷与不足限功率线路不够理想，在整个输入电压范围内最大输出功率变化较大