找方案 | 基于ST CCM PFC L4986A 设计的1KW 双BOOST PFC电源方案

 

L4986简介：

L4986是一款峰值电流模式PFC升压控制器，采用专有的乘法器“模拟器”，除了创新型THD优化器，还保证在所有工条件下具有非常低的总谐波失真（THD）性能。该器件引脚采用SO封装，集成了800V 高压启动功能，无需使用传统的放电电阻。可以支持的功率范围从一两百瓦到几千瓦。ST 提供两个版本：A为65 kHz，B为130 kHz。本案例方案中使用的是65K A版本。

 

Double -boost 电路简介：

Double-boost 是无桥PFC的一种, 去掉了大功耗的整流桥，可以显著提高效率，交流电压正半周时，开关管 Ｓ１ 导通时，电流流经Ｌ１、Ｓ１、Ｄ４ 和 Ｌ１、Ｓ１、Ｓ２ 体二极管及Ｌ２ 两条路径，此阶段电感 Ｌ１ 储能；

开关管 Ｓ１ 关断时，电流流经Ｌ１、Ｄ１、Ｒ、Ｄ４ 和 Ｌ１、Ｄ１、Ｒ、Ｓ２ 体二极管、Ｌ２ 两条路径，此阶段电感 Ｌ１ 放电；

交流电压负半周时，开关管 Ｓ２ 导通时，电流流经Ｌ２、Ｓ２、Ｄ３ 和 Ｌ２、Ｓ２、Ｓ１ 体二极管及Ｌ１ 两条路径，此阶段电感 Ｌ２ 充电；开关管 Ｓ２ 关断时，电流流经Ｌ２、Ｄ２、Ｒ、Ｄ３ 和 Ｌ２、Ｄ２、Ｒ、Ｓ１ 体二极管、Ｌ１ 两条路径，此阶段电感 Ｌ２ 放电。

经过以上动作，可以达到整流升压及 PF值校正的目的。

 

如果将D3，D4 更换为MOS，虽然控制方式变得复杂，但可以进一步提高效率。在本方案中，采用了四颗MOS做电路控制，如下图：

 

在ST 原始方案 EVL4986A-1KWBL中，统一使用了4颗 ST M5 系列的高压MOS，如果要进一步提高效率和功率密度，可以把 Q3 , Q4 两颗换成SIC MOS  SCTW90N65G2V，配合 D6，D7 两颗SIC 二极管，效率可再提升2%。

 

Double -boost 电路控制方式：

当AC输入电压为正弦波正半周时，电流流向如下，绿色表示正向电流方向，红色代表返回电流，

 

当AC输入电压为正弦波正半周时，电流流向如下，绿色表示正向电流方向，红色代表返回电流

 

可以看出，再正半周和负半周，电流波形都可以得到校正成正弦波。

利用比较器 LM293ADT , 配合启动IC PM8834 ，可以产生 续流MOS Q1&Q2 的驱动信号--VGS1 & VGS2

 

Boost 建议参数为：电感量 L=270uH左右，PQ3535铁氧体磁芯，饱和电流19A，直流阻抗50mohm.

 

►场景应用图

 

►产品实体图

 

►展示板照片

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

• 谐波电流符合EN61000-3-2 Class-A 和 JEITA-MITI 
• 高效率：– 大于98% at 230 Vac (full load) – 大于 95.5% at 115 Vac (full load) – 大于94?tween 10% and 100% of full load 
• 低待机功耗: < 250 mW at 230 Vac 
• 可符合欧盟 EN62368 
• EMI 符合EN55022 classB

 

►方案规格

输入电压：90--265V AC 
输入频率：45-65HZ 
输出电压/电流：400V/2.5A THD：<10% (10%--100%负载） 
尺寸：145*160*35mm 
PCB：双面PCB，2OZ， FR-4, mixed PTH/SMT