功率因数校正器(PFC)在电源应用中的重要作用

平均电流模式

在连续平均电流模式下工作涉及带有一个增益调节器的PFC控制器IC，增益调节器有两路输入和一路输出。在增益调节器末端的另一路输入来自电压误差信号放大器。误差信号放大器将稳定的参考电压与升压二极管之后的输出电压的一部分进行比较。误差信号放大器具有低带宽，以使它不会受输出的突然变化或纹波电压的影响。之后，增益调节器将使参考电流和误差信号放大器输出翻倍。

增益调节器将其输出电流(IGM)发送至电流放大器，随后电流放大器将其输出施加到驱动RS正反器的比较器。其结果是，脉冲宽度调节(PWM)电路对功率MOSFET的开关进行控制。

该独立PFC控制器中的关键模块包括电流控制环路、电压控制环路、PWM控制和增益调节器模块。电流控制环路迫使电感电流波形随输入电压波形的变化而变化。连续电感电流升压调节器的输出电压必须设为超过输入电压的最大峰值，以使PFC正常工作。输出应该为最大RMS输入电压的1.414倍。此外，内部电流放大器必须具有足够的带宽，以在达到所希望的电流门限时立即关闭开关。

增益调节器模块和电压控制环路协同工作，分别采集输入电压和输出电压。输出电压被与内部参照进行比较，产生误差信号，随后它被与输入电压相乘，以设置电流控制环路的门限。该门限被与输入(开关)电流进行比较，以确定PWM工作周期。PWM控制采用后缘调变。

输入电流整形

输入电流整形是连续电流模式PFC的另一种控制方法，这种方法不同于传统/典型的平均电流模式PFC控制器。这种PFC配置不需要输入电压信息和乘法器(增益调节器)。它按照误差信号放大器输出电压改变内斜坡的斜度，而电流传感信息和斜坡信号被用于确定开启时间。如图5中所示，当电流传感电压达到内斜坡信号时PFC开关开启。一个内部时钟信号会关闭开关。

图5：当电流传感电压达到内斜坡信号时PFC开关开启。

为控制输出电压，PFC IC对内斜坡信号的斜度进行调整。如果斜度增加，则平均电流增大；如果斜度减小，则平均电流减小。采用连续模式特性，在开启时电感电流与正弦波形成正比。因此，在一个开关周期中电感电流最小值随正弦电流参考而变化。当然，在一个开关周期内的电感电流峰值不是根据正弦参考进行控制的。所以，平均电感电流可以不是正弦波。为使平均电感电流接近于正弦参考，必须有足够高的感应以减小电流纹波。

作者：Sam Davis，特约编辑，《Electronic Design》