双环控制策略的有源功率因数校正电源研究

中频段有足够的带宽，以增加相位裕量，取：。所以根据上面的计算公式得出：，，

3）电压控制环补偿网络设计。

图3示出电压误差放大器的电路结构图。芯片内部本身提供基准，由于上的纹波是输入电压的二次谐波（100Hz），所以电压外环的带宽要求远小于100Hz的正弦半波频率，电压控制环的补偿网络的有效设计不仅有助于系统的稳定，而且可以减小直流母线电压上的纹波在总谐波畸变中的比重[5]。

文献[6]中提到，输出直流母线上的纹波电压的峰值为：

假定电压环对总谐波畸变的比重为0.75%，所以电压误差放大器的增益为：

图3 电压误差放大器结构图

所以：

3.2 后级DC/DC设计

由图1可见，后级DC/DC变换的主电路采用双管正激变换电路。采用峰值电流控制模式，其主要优点是具有良好的动态特性，同时实现降低功率损耗的目的。DC/DC变换采用后沿触发的、同步于Boost和PWM电路中功率开关最小重叠时间的调制器，减小输出端滤波电容上的纹波电流[4]。

相比于平均电流模式，峰值电流模式有可能会产生次谐波振荡，因此需要在电流误差放大器的输入端加入斜坡补偿信号[1]。

在本设计中斜坡补偿信号取自芯片内部的振荡器。图4示出本设计的斜坡补偿方法。

图4 斜坡补偿方法

电流误差放大器和电压误差放大器的设计与前级PFC电路的设计基本类似。电流内环由采样电阻得到峰值电流信号；电压外环亦采用常规零、极点补偿，电压外环带宽取为1kHz。实现较好的动态和稳态效果。

4 试验结果与结论

对本文设计的样机进行了实验研究，其中交流输入电压。图5(a)给出了PFC电路开关管的驱动电压和漏源电压波形。图5(b)给出了满载时电网测电压与电网测电流的波形（电流的采样通过在输入端串联电阻，为采样电阻上的电压波形）。

图6(a)给出后级DC/DC功率级双管正激开关管的漏源电压。图6(b)给出高频变压器一次测电压波形。图6(c)给出DC/DC级输出电压波形。

(a) 双管正激开关管波形

(b) 高频变压器一次测电压波形

(c) DC/DC级输出电压波形

图6 双管正激开关管、高频变压器一次测电压和DC/DC级输出电压波形

实验结果表明，本文所设计的基于双闭环控制策略的功率因数校正电源，其性能指标达到设计要求，控制电路设计明显简化。基于复合控制芯片的卓越控制能力和极低的价位为提高中小功率的开关电源的功率因数，抑制谐波污染，实现绿色用电革命，开辟了新前景。