大屏幕彩電開關電源的高頻有源功率因數校正

4 大屏幕彩電開關電源的高頻有源PFC

4. 1 設計方案

我們采用升壓式電路來設計大屏幕彩電開關電源的有源PFC 電路， 其控制電路采用平均電流控制方式， 芯片采用UC3854， 具體電路見圖4。它的工作原理是： 根據輸出電壓、輸出電流和負載電流， 由UC3854 產生控制脈沖， 控制開關管導通， 連續監控和調節L 中的電流，使之跟隨整流后的單向輸入正弦電壓， 并與其成正比; 此外， 為實現對輸出直流電壓的調整，利用乘法器并通過輸入交流電壓和輸出直流來調控正弦基準電流， 以完成正確的SPWM, 這也是實現PFC 的關鍵。

我們設計開關管的工作頻率為50kHz, Rt= 11. 2kΩ , C t= 2. 2nF, 輸入電壓Ui 范圍為220V+ 20%- 30%, 直流電壓Ud = √2Ui, DC/ DC 的輸出功率為250W, 輸入功率為275W, 效率η=91%, 根據文獻[ 3] 給出的計算公式， 計算校正電感：

圖4 UC3854 構成PFC 電路的大屏幕彩電開關電源原理圖

4. 2 實驗結果

我們規定， 網側交流電壓為ui, 有效值為Ui; 交流電流為ii, 有效值為Ii; 濾波電解電容上的直流電壓平均值為Ud; DC/ DC 輸入電流的平均值為I d。在輸入線上串一小電阻，用示波器測得其電流波形見圖5。由圖5 可見， ui為正弦， ii 為基本正弦， 在50Hz 波形上有50kHz 的小紋波。i i 與u i 的相位差為100us左右， 所以φ= 1. 8°， cos φ≈0.9995。

用單相調壓器調ui , 再用表測得當Ui=220V 時， I i= 1. 25A, Ud = 310V, I d= 0. 85A,UdId/UiIi≈0.958.

因為電抗器和開關管也有功耗， 所以總的λ> 0.958, 如果校正電路的效率η= 0.97, 則λ≈0.988。

圖5 實測波形

5 結束語

大屏幕彩電開關電源采用全波整流直流電解電容濾波時的λ在0. 65~ 0. 85 之間， 比較低， 而采用PFC 后， 可使λ提高到0.98 以上，每臺彩電可節電60~ 100W。采用PFC 專用芯片， 可方便地實現校正電路， 且效果良好， 可靠性也高。