不检测输入电压可以实现“功率系数校正”吗

  功率系数校正（PFC）强制输入电流跟随输入电压（V_IN），使所有电气负载像电阻一样。这一过程需要检测输入电压，根据检测调整电流基准。电流环会按该电流基准调整输入电流。这称作平均电流模式控制，如图1所示。

图 1：PFC平均电流模式控制

  市场上有许多低总谐波失真（THD）商业PFC控制器使用这种平均电流控制算法。然而，这些PFC控制器需要一个专用引脚来检测V_IN，需要精密模拟乘法器用于调整电流基准。

  另一个PFC控制算法近来十分流行，该方法不需要检测V_IN，但是仍然可以提供平均电流模式控制。TI的UCC28180就属于这一类产品。因为不使用V_IN检测引脚和精密模拟乘法器，UCC28180的封装更小，从而降低了系统成本，而且使用非常简便。

  但是，当我们把UCC28180介绍给设计者时，很多时候得到的第一反应是：“什么？不检测V_IN？那是如何工作的？”本文将尝试回答这一问题。

  图2为UCC28180使用的算法。低带宽电压环调节输出电压。测量的输入电压为V_Iin，锯齿波电压为V_ramp。V_ramp大小与电压环输出成正比。由于PFC采用升压拓扑结构，输入电压信息已经存在，但是被隐藏了。图2所示的控制算法使用了隐藏信息。

图 2：不检测V_IN的PFC

  PWM输出信号由内部时钟触发，在开关周期初期总是从低电平开始，如图3所示。PWM输出保持低电平，直到线性上升的V_ramp与V_in电压相交。该V_ramp/V_in的交点决定了开关关断时间t_OFF。

图 3：PWM发生器

图3中：

其中T是开关周期。对于以连续导通模式（CCM）运行的升压转换器：

结合公式1和2可以得到公式3：

  输出电压V_OUT在稳定状态下是常数。因为PFC的电压环非常慢，V_ramp在稳定状态下也是常数因此，输入电流仅与V_IN成正比。如果V_IN为正弦，那么输入电流也必须是正弦的，以实现良好的PFC。这看起来像变魔术一样，不是吗？

了解关于TI的PFC解决方案的更多信息。

其他信息：

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审核编辑：符乾江