不檢測輸入電壓可以實現(xiàn)“功率系數(shù)校正”嗎

功率系數(shù)校正（PFC）強制輸入電流跟隨輸入電壓（VIN），使所有電氣負載像電阻一樣。這一過程需要檢測輸入電壓，根據(jù)檢測調(diào)整電流基準。電流環(huán)會按該電流基準調(diào)整輸入電流。這稱作平均電流模式控制，如圖1所示。

圖 1：PFC平均電流模式控制

市場上有許多低總諧波失真（THD）商業(yè)PFC控制器使用這種平均電流控制算法。然而，這些PFC控制器需要一個專用引腳來檢測VIN，需要精密模擬乘法器用于調(diào)整電流基準。

另一個PFC控制算法近來十分流行，該方法不需要檢測VIN，但是仍然可以提供平均電流模式控制。TI的UCC28180就屬于這一類產(chǎn)品。因為不使用VIN檢測引腳和精密模擬乘法器，UCC28180的封裝更小，從而降低了系統(tǒng)成本，而且使用非常簡便。

但是，當我們把UCC28180介紹給設計者時，很多時候得到的第一反應是：“什么？不檢測VIN？那是如何工作的？”本文將嘗試回答這一問題。

圖2為UCC28180使用的算法。低帶寬電壓環(huán)調(diào)節(jié)輸出電壓。測量的輸入電壓為VIin，鋸齒波電壓為Vramp。Vramp大小與電壓環(huán)輸出成正比。由于PFC采用升壓拓撲結構，輸入電壓信息已經(jīng)存在，但是被隱藏了。圖2所示的控制算法使用了隱藏信息。

圖 2：不檢測VIN的PFC

PWM輸出信號由內(nèi)部時鐘觸發(fā)，在開關周期初期總是從低電平開始，如圖3所示。PWM輸出保持低電平，直到線性上升的Vramp與Vin電壓相交。該Vramp/Vin的交點決定了開關關斷時間tOFF。

圖 3：PWM發(fā)生器

圖3中：

其中T是開關周期。對于以連續(xù)導通模式（CCM）運行的升壓轉換器：

結合公式1和2可以得到公式3：

輸出電壓VOUT在穩(wěn)定狀態(tài)下是常數(shù)。因為PFC的電壓環(huán)非常慢，Vramp在穩(wěn)定狀態(tài)下也是常數(shù)因此，輸入電流僅與VIN成正比。如果VIN為正弦，那么輸入電流也必須是正弦的，以實現(xiàn)良好的PFC。這看起來像變魔術一樣，不是嗎？

審核編輯：郭婷