一種新穎的功率因數校正芯片的研究

NCP1650的管腳12是一個負的電流采樣信號輸入。因此這種控制芯片的電流采樣補償器的輸入電壓信號是一個負電壓信號。其中管腳12還與內部一個電流分流電阻（阻值為1kΩ）相接。當芯片工作時，電流分流電阻上的電壓被轉化為一個電流（i₁），這個電流就會驅動高頻電流鏡像器。這個電流鏡像器的輸出（i₁）與PFC電路中的電感瞬間電流成比例，如式（1）所示。

i₁=V_is－/1kΩ（1）

同時，這個高頻電流鏡像器通過一個15kΩ的電阻給緩沖放大器提供一個電壓信號；另外，這個高頻電流鏡像器的PWM輸出直接給PWM發生器提供一個信號，這樣就可以來控制開關管的驅動信號。當PFC電路工作輕載時，通過管腳12給芯片一個相應的電壓信號，它就會及時驅動高頻電流鏡像器，從而就會對采樣的電壓信號進行補償，增大了這個采樣信號，這樣就可以很好地跟蹤參考信號，以提高輕載下PFC電路的功率因數。

1.2 動態性能的調節功能

對于PFC電路來說，動態性能是一個很難解決的問題。當輸入電壓或者輸出功率變化時都會引起輸出電壓很大的變化，這樣會大大降低電路的壽命，而且會給后面的DC/DC電路帶來很大的壓力。

圖3中給出了解決動態響應的原理圖。當輸出電壓變高時，電壓反饋信號也相應地增加，當達到某個設定值時就會給PWM發生器一個信號，來控制驅動信號。對于輸出電壓降低也是一樣的。因為NCP1650內部設置了電壓反饋基準的最大值和最小值，所以反饋信號只能在這個范圍內變化，這樣當輸入電壓或者輸出功率變化時，輸出電壓變化的范圍不會很大，也就改善了動態性能。

圖3 動態調節

2 實驗結果

PFC主電路圖參見圖4，其主要參數如下：輸入電壓AC 90～265V；頻率47～63Hz；輸出電壓為DC 400V；輸出最大功率100W；最大開關工作頻率為f_max=100kHz。

圖4 主電路圖

實驗結果證明了NCP1650很好地解決了輕載時PFC電路的功率因數，同時動態性能也得到了改善。圖5給出了輸入電壓115V，輸出功率20W時的輸入電流波形；圖6給出了輸入電壓115V，輸出功率100W時的輸入電流波形；圖7給出了輸入電壓230V，輸出功率20W時的輸入電流波形；

圖5 輸入電流波形（V_in=115V，P_o=20W）

圖6 輸入電流波形（V_in=115V，P_o=100W）