L6562功率因数校正器及应用

1．引言
从220V交流电网经整流供给直流是电力电子技术及电子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案，但因为整流器是一种非线性元件和储能元件的组合，使得输入电流波形发生严重畸变，呈脉冲状。脉冲状的输入电流含有大量谐波电流，一方面对电网造成严重污染，另一方面使输入电路功率因数下降。为了提高电网的供电质量和可靠性，同时也为了提高功率因数、实现节能，需采取有效的技术措施减少输入端谐波分量。
提高功率因数的方法主要有两种：一种是无源功率因数校正法，在整流器和电容之间串联一个滤波电感，或在交流侧接入谐振滤波器，来扩大输入电流的导通角；另一种是有源功率因数校正（APFC）法，在整流器和负载之间接一个DC-DC变换器，应用电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦波形，从而把功率因数提高到0.99或更高。有源功率因数校正控制芯片种类繁多，本文介绍峰值电流控制模式的功率因数校正控制芯片L6562，同时分析它在功率因数校正电路中的功能，建立了实际电路并测试其典型波形，验证了该芯片的可靠性。

2．L6562的特点和引脚
2.1特点
L6562的主要特点为：内部的乘法器带有THD最优化专门电路，能有效控制AC输入电流的交越失真和误差放大器输出纹波失真，从而提高功率因数和降低THD。
L6562的其它特点如下：
⑴　具有10.3V～22V的宽电源电压范围；
⑵　具有低于70MA的启动电流和低于4mA的工作电流，并且含有截止功能，因而特别适用于遥控开／关控制，并且能满足“蓝天使”、“能源之星”和“Energy2000”等标准；
⑶　借助于电压误差放大器和1％的内部精密电压参考，可控制PFC的DC输出电压并使其高度稳定；
⑷　具有过电压保护功能，能安全处理启动和负载断开时产生的过电压；
⑸　在电流感测脚内嵌RC低通滤波电路，可减少外部元件数量和PCB面积；
⑹　带有源电流／灌电流为600mA／800mA的推挽式输出级，并带有欠压锁定(UVID)下拉和15V的电压钳位，可驱动功率MOSFET或IGBT，从而可使变换器输出功率高达300W。
2.2L6562的引脚说明
L6562采用8引脚DIP和SO封装，其引脚排列如图1所示。L6562的引脚功能介绍如下：

当负载突然变小而导致输出电压变化DV0>0时，1脚的电压通过误差放大器的反馈仍然保持在2.5V左右，1脚和2脚之间的RC网络使电路达到非常高的PF，结果流过电阻R2的电流仍为，但是流过R1的电流变为：,则,这个微小电流通过芯片外围的补偿网络，流入到芯片的2脚，

并且被内部电流监测。当达到37MA时，芯片内部的乘法器输出电压将变小，这样也将导致电路输出电压变小。当超过40MA时，OVP被触发，门极电压驱动强制被拉低关断外部晶体管，芯片处于静止状态。这种状况一直保持到直到电流降为10MA左右，这时，芯片内部启动电路重新启动，允许开关重新打开，DV0=R1*40*10-6.

3.2.2L6562的THD最优化电路
L6562在其内部乘法器单元中嵌入了THD最优化专门电路，该电路能处理AC输入电压过零附近积聚的能量，从而使桥式整理器之后的高频滤波器电容得以充分放电，以减少交越失真，降低THD。
结合高线性乘法器中的THD最优化电路，L6562允许在误差放大器反相输入端INV和输出端COMP之间连接RC串联补偿网络，以减少误差放大器输出纹波和乘法器输出的高次谐波。

4、L6562的电路实验
采用L6562作为反激式电路的控制芯片，它的典型应用电路见图3。图4、图5和图6分别为空载、有负载和过流时驱动管MOSFET漏源间的电压波形。

表2为不同负载、不同输入电压下得到的电路功率因数的大小。从表中可以看到，负载为满载的50%，输入电压为180V时，电路的功率因数最大，达到98.1%
表2功率因数

5、结论
本文介绍了功率因数控制芯片L6562的特点、引脚，工作原理以及内部电路，并设计了反激式功率因数校正电路，测试了其工作波形和不同输入电压、负载条件下的功率因数。各项性能指标均比较理想。