基于uc3854的pfc电路设计分析

开关电源

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描述

  什么是uc3854

  UC3854是一种高功率因数校正集成控制电路芯片。主要特点:属于PWM升压电路,功率因数达到0.99,THD《5%,适用于任何的开关器件,采用通用的操作方式,无需开关;前馈线性调整;平均电流控制模式,噪声灵敏度低;恒频控制,低偏值模拟乘法器/除法器;1A图腾极驱动;高精度基准电压;精度的参考电压。

UC3854

  PFC典型芯片UC3854介绍-概述

  1994年底UC公司推出了UC3854。

  随着Unitrode,Motorola,Silicon,Siemens等公司相继推出了各种有源功率因数校正芯片,如UC3852、UC3854,3854AB、UC3855、MC34261、ML4812、ML4821、TDA4814等 ,单相有源功率因数校正技术发展很快。

  UC3854为电源提供有源功率因素校正,它能按正弦的电网电压来牵制非正弦的电流变化,该器件能最佳的利用供电电流使电网电流失真减到最小,执行所有PFC的功能。

  UC3854

  PFC典型芯片UC3854介绍-各引脚功能

  UC3854各引脚功能

  n引脚1(Gnd):所有的电压测量都以Gnd脚的地电平为参考基准。

  n引脚2(PKLMT):峰值电流限制脚。

  n引脚3(CAOut):电流误差放大器输出脚。

  n引脚4(Isense):电流误差放大器反向输入端

  n引脚5(MultOut):乘法器输出端和电流误差放大器正向输入端。

  n引脚6(Iac):交流电流输入端。

  n引脚7(VAOut):电压放大器输出。引脚8(Vrms):电网电压有效值端。

  n引脚9(Vref):电压基准输出端。

  n引脚10(ENA):使能控制端。

  n引脚11(Vsense):电压放大器的反向输入端。

  n引脚12(Rset):振荡器充电电流和乘法器电流限制设置端

  n引脚13(SS):软启动端。

  n引脚14(Ct):振荡器电容器设置端。

  n引脚15(Vcc):正极性电源电压。

  n引脚16(GTDrv):栅极驱动。

  UC3854

  PFC典型芯片UC3854介绍-构成

  n电压误差放大器

  n电网预置器(前馈电压)

  n模拟乘法器

  n电流误差放大器

  n三角波振荡器

  nPWM比较器

  nRS触发器

  n与MOSFET兼容的栅极驱动器

  n7.5V参考电压

  n欠压比较器

  n过流比较器软启动逻辑

  PFC典型芯片UC3854介绍-内部结构图

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  UC3854

  PFC典型芯片UC3854介绍-性能

  nUC3854的主要性能为:

  n适用于Boost型电路

  n适用于CCM工作模式

  n平均电流控制

  n开关频率恒定,最高为200kHz

  n最大占空比为95%,

  n单信号输出

  n输出驱动电压14.5V,输出驱动电流1A

  n软起动

  n输入电源欠压保护

  n输出过载保护功能

  UC3854的设计特点

  1)控制功率因素达到0.99

  2)限制电网电流失真《5%

  3)适用于全球电网电压(80~270AC)

  4)前馈电网电压调节、低噪声、高灵敏度

  5)平均电流模式控制

  6)低启动电源电流,精密电压基准

  7)固定频率脉宽调制(PWM)

  8)低失调模拟乘法器

  9) 1A栅极驱动器

  PFC典型芯片UC3854介绍-工作条件

  nUC3854的极限工作条件

  UC3854

  PFC典型芯片UC3854介绍-功率级的应用范围

  n升压型PFC功率因素校正器的控制电路,几乎不随变换器的功率大小而变。

  一般500W的PFC与一个50W的PFC控制电路基本相同,不同之处仅在功率电路,但控制电路设计步骤基本相同。

  UC3854的仿真电路

  UC3854

  UC3854的仿真波形

  UC3854

  n电流误差放大器输出及载波波形

  n电感电流及驱动波形

  UC3854

  n输入电流波形及频谱分析

  UC3854

  UC3854的实验波形

  UC3854

  UC3854平均电流控制的小结

  n这种控制方式的优点是:

  1 恒频控制。

  2 工作在电感电流连续状态,开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。

  3 能抑制开关噪声。

  4 输入电流波形失真小。

  n主要缺点是:

  1 控制电路复杂。

  2 需用乘法器和除法器。

  3 需检测电感电流。

  4 需电流控制环路。

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