基于ZVS平均電流型500W大功率電路

1 概述

FAN4822是快捷半導體公司為大功率電源應用領域而專門設計的功率因數校正(PFC)控制芯片。它包含了以往用零電壓開關控制器來減少二極管恢復時間和MOSFET場效應管開關損耗以實現平均電流型PFC轉換所需的全部功能。

FAN4822平均電流型PFC控制電路可提供很高的功率因數，同時它的諧波失真很小。另外，FAN4822控制器還具有欠壓鎖定、過壓保護、峰值電流限制和輸入節電保護等功能。

通過FAN4822中的ZVS控制電路可驅動一個由MOSFET、二極管、電感和其它元器件組成的零電壓開關電路。同時，通過這一新技術還可以減小二極管的反向恢復時間和MOSFET的開關損耗，并可最大限度地減小EMI電磁干擾。 FAN4822的主要特點如下：

具有平均電流檢測、持續推動、前沿觸發等特點;

具有很低的整體諧波失真和接近于理想的(98%以上)效率;

片內ZVS開關控制器可在大功率應用時響應高效、快速;

可通過降壓控制方式來對平均線電壓進行補償;

內含增益調節器，可改善電路的噪聲性能，同時可提供通用的輸入操作;

內含過電壓比較器，可有效防止輸出短路或 負載開路;

具有欠壓鎖定功能，同時具有電流限制和軟啟動功能;

具有1.3%的內部精密參考源。

2 引腳功能

FAN4822具有14腳DIP和16腳SOIC兩種封裝形式，圖1所示是其兩種封裝的引腳排列圖。各引腳的功能如下：

VEAO：電壓跨導型誤差放大器輸出端;

IEAO：電流跨導型誤差放大器輸出端;

ISENSE：器件內部PFC限流比較器的電流檢測輸入端;

IAC：內部PFC增益調節器參考輸入;

VRMS：線性電壓補償輸入端;

RTCT：用于連接內部振蕩器;

ZVSENSE：內部高速零電壓交叉比較器的輸入端;

GND：模擬信號接地端;

PWRGND：PFC和ZVS驅動輸出轉換控制端;

ZVSOUT：ZVSMOSFET驅動輸出;

PFCOUT：PFCMOSFET驅動輸出;

VCC：電源端;

REF：內部7.5V電壓參考緩沖輸出;

FB：電壓跨導型誤差放大器輸入端。

3 結構原理

通常情況下，輸入電壓范圍寬的PFC升壓型轉換器由于其開關損耗的增加，往往要損失很大的輸出功率。而使用零電壓開關(ZVS)技術則可大大減少功率MOSFET的開關損耗，從而較大地改善大功率PFC電路的工作效率。因此，設計時可以再用一個較小的MOSFET和一個電感儲能元件來完成ZVS功能，以將PFC的MOSFET管的開關損耗轉換成有效的輸出功率。

FAN4822的內部結構原理框圖如圖2所示。該器件的基本功能是提供功率因數校正，可對連續平均電流模式進行控制的直流總線電壓進行調節。與Micro Linear公司的PFC/PWM系列控制器件一樣，FAN4822也使用上升沿脈沖寬度調制的方法來減少系統的噪聲并使頻率同步到PWM中的一個下降沿，以實現盡可能高的直流總線電壓寬度。但是，FAN4822與Micro Linear公司的此類器件所不同的是：FAN4822將ZVS FET開關的控制電路集成到了FAN4822芯片之內，因此，FAN4822所控制的開關損耗可以達到最小。

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