有源功率因数校正技术在开关电源中的应用研究

印制板制作时的几点注意事项  
　　
开关电源的干扰源主要集中在功率开关器件以及与之相连的散热器和高频变压器上。印刷线路板的布线设计对电源产品的EMC性能有很大的影响。有研究表明高频开关电源的EMI指标往往可以在不增加任何元器件和改变线路的条件下通过修改印刷线路板的布线设计大大得到改善。这一点在制作印刷电路板，调节各个元器件布局时应该着重考虑。  
　　
由于该AC/DC变换器工作在高频状态，在制作印制板时，还必须注意：由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，功率地线上干扰较大，因此功率地必须与其它弱电地分别设置，以保证整个系统稳定可靠的工作；PCB布线时，高频数字信号线要用短线，主要信号线最好集中在PCB板中心，同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开；应该根据印制板的安装方式，把易发热的元器件如滤波电感L3、功率开关器件Q1、变压器T4等安装在印制板的上方部位，以利于散热，而热敏元件TR则应远离发热元件。  
　　
实验结果  
　　
实验结果显示该AC/DC变换器在较为宽广的输入电压范围下获得高度稳定的直流电压输出，该系统达到主要技术指标为：  
　　
AC输入电压范围从95V到255V，DC输出电压稳定在400V，纹波峰峰值在8V以下，输出额定功率达150W，满载下效率η=95%，功率因数λ≥0.99，输入电流总谐波畸变D　　图3、图4、图5分别记录了系统在125V、150V、240V交流输入电压下APFC的实验结果。图3(a)、图4(a)、图5(a)表示交流电压经过整流以后的正弦半波直流电压采样波形，即为MC33262芯片引脚3的采样输入电压；图3(b)、图4(b)、图5(b)表示交流输入端的电流波形。可以明显看出本文所设计的带APFC的AC/DC变换器在宽广的输入电压范围下能够正常工作，各项性能指标均比较理想。  
　　
  
图5　240V交流输入电压下电路测试波形  
　　
结语  
　　
本文采用Motorola公司生产的有源功率因数校正专用芯品MC33262为核心设计了一种宽电压输入范围、固定升压输出的150WAC/DC变换器。实验结果表明该变换器能在95～255V的宽电压输入范围内输出稳定400V直流电压，功率因数达到0.99以上，总谐波畸变降低至6%以下。  
　　
由MC33262构成的功率因数校正电路外围结构简单，电路元器件少，电路的体积和成本下降，提高了系统的可靠性。目前这种APFC技术已在开关电源、电子镇流器等诸多领域得到了应用。