具有精确交流功率计量的数字功率因数校正控制IC-ADP1047

摘要：文中详细分析了ADP1047数字功率因数校正控制IC的特点、引脚功能、工作原理及应用电路。ADP1047集成了过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、接地连续计量、AC检测、内部过热保护及外部温度报告等功能，其高集成度和高可靠性使ADP1047可以应用在多种电源电路中，从而减少外部元件数量，提高产品性价比。
关键词：ADP1047；PFC；功率计量：ADP1043

在设计AC／DC时，不但要有数字控制的全桥控制IC-ADP1043，而且其功率冈数校正部分也需要数字控制型的器件，ADP1047即是这样一款新产品，它不但可以完成功率因数校正，还能精确计量交流功率，控制接通电源时抗冲击的能力。
数字PFC功能是基于传统升压模式的PFC拓朴，将多个输出电压反馈组合在一起，提供最佳的谐波校正及良好的PF值，全部信号控制都进入数控领域并提供最大的柔性——全部关键参数都能报告并通过PM总线接口给出，这样可以使用户获得最佳性能，最高效率的功率因数校正电路，而且可以大幅度减少设计时间。
数字PFC控制特别适用于智能电源管理系统，并容易计量，通过智能电源管理系统改善终端用户系统的效率。通过调节频率进一步减小轻载时的功耗，并能减少输出电压给低压负载。

1 主要特点
ADP1047可以提供精确的均方根输入电压、电流及功率的测量，并可以通过PM总线报告到电源的二次侧。ADP1047具有增强的集成度和功能应对浪涌冲击，可以大幅度减少外围元件数量，极易达到最佳化设计。
器件数字化的目标还为了更高的可靠性，为了多种电源应用开路。该电路有坚固耐用的保护功能，有过压保护，过流保护，接地连续计量，AC检测，内部过热保护，外部温度报告。
ADP1047内部有8KB的EEPROM存储调整器，并允许不用微控制器独立地控制，通过容易使用的GUI调节。ADP1047以3．3V电源供电，为24P IN外引脚，工作环境为-40～+85℃。

2 引脚功能
ADP1047的引脚排列如图1所示。以下为ADP1047的各引脚介绍。

1PIN：AGND。模拟地，直接接到DGND，这里将模拟电压送至模数变换器ADC。
2PIN：VAC。输入的线路电压检测，此信号参照PGND。
3PIN：VFB。反馈电压检测端，从PFC输出电压取样送到此处，参照功率地，用作模拟电压送至模数转换器ADC处。
4PIN：OVP。过压保护，这个信号参照PGND，用作OVP功能。
5PIN：PGND。功率地，接至输入和输出功率的轨线上。
6PIN：ILIM。电流限制端，限制峰值电流，参照PGND。
7PIN：NC。空脚。
8PIN：CS-。电流检测负输入端，用于电流测量，计量及保护。
9PIN：CS+。电流检测正输入端，用于电流测量，计量及保护。
10PIN：DGND。数字地，确保与模拟地AGND低阻抗连接。
11PIN：PSON。电源使能信号，此信号用于使能或禁止PFC控制器。
12PIN：VCORE。2．5V输出稳压器，外接0．1μF电容旁路到DGND。
13PIN：PWM。对PFC的脉宽调制输出。
14PIN：PWM2。辅助PWM，此信号参照DGND。
15PIN：AC-OK。开路漏极输出，用于信号标志输出，参照DGND。
16PIN：PGOOD。开路漏极输出，用于信号标志输出，参照DGND。
17PIN：INRUSH。浪涌控制信号，用于对外部浪涌的控制驱动器。
18PIN：SYNC。控制器外同步端，此端允许与之并联的PFC控制器去同步，以减小干扰。
19PIN：SCL。I2C串联时钟输入，参照DGND。
20PIN：SDA。I2C信号数据输入输出端，参照DGND。
21PIN：ADD。地址选择输入，从此端外接一支电阻到AGND。
22PIN：RTD。温度信号输入，将一个热敏器件放于此处接至AGND。
23PIN：RES。内部电压基准，外接一支50kΩ电阻NAGND。
24PIN：VDD。IC供电端，从3．0～3．6V。外接电容旁路NAGND。

3 工作原理及应用
ADP1047的内部功能方框图如图2。ADP1047是一款执行AC功率因数校正的数字PFC控制器，有着众多的传统PFC特色：采用BOOST拓朴，可产生检测电压和检测电流，能产生可调节的PWM输出。

ADP1047设计有坚固耐用的保护功能，包括过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、接地连续计量、AC检测，及内部过热保护和外部温度报告，因此可以应用在多种电源中。
ADP1047的这些功能均可以通过I2C总线接口去调节，同时这个总线接口还用于校准电源各参数，包括输入电压、输入电流、输入功率、故障模式等。
ADP1047的控制环由数控系统控制，可以很容易地调节滤波特性。其建立在EEPROM中的数据用来储存调节值，可靠性通过检查总和与庸余电路来保障。在系统故障出现时，EEPROM可以捕捉第一个故障情况，以此来改善整个系统的可靠性，从而大大减少故障分析时间。
ADP1047运行软件为CUI，可以提供全部的运行软件。
图3所示由ADP1047组成的数字控制功率因数校正的典型PFC电路。