深入解析L4981A/L4981B功率因数校正器

在电子设备的电源设计中，功率因数校正（PFC）是一个关键环节，它能够提高电源效率、降低谐波污染。今天我们就来详细探讨一下意法半导体（ST）推出的L4981A/L4981B功率因数校正器。

文件下载：EVAL4981A.pdf

产品概述

L4981A/L4981B是采用BCD 60II技术实现的功率因数校正预调节器，能够实现高达0.99的功率因数，可用于设计具有正弦线电流消耗的高效模式电源。该系列产品有DIP20和SO20两种封装形式，订货号分别为L4981X (DIP20) 和L4981XD (SO20)。

主要特性

• 高功率因数：能够将功率因数提升至0.99，有效提高电源效率。
• 宽输入电压范围：可在85V - 265V的市电电压下工作，无需线路切换。
• 两种工作模式：L4981A为固定频率模式，L4981B为调制频率模式，可优化输入滤波器的尺寸。
• 平均电流模式PWM：具有最低的噪声敏感度，能保持正弦线电流，无需斜率补偿。
• 丰富的保护功能：集成了过压、过流保护，还具备欠压锁定功能，带有迟滞和可编程开启阈值。
• 低启动电流：典型值仅为0.3mA。
• 精确的内部参考：提供精确的2%片上参考电压，且外部可用。
• 软启动功能：可实现外部软启动，减少启动时的电流冲击。

电气特性

绝对最大额定值

在使用L4981A/L4981B时，必须注意其绝对最大额定值，以确保设备的安全运行。例如，电源电压（I CC ≤ 50mA）最大为1.5V，栅极驱动输出峰值电流（t = 1 µs）吸收电流最大为2A等。具体参数可参考文档中的表格。

电气特性参数

误差放大器部分

• 输入失调电压在–25 °C < T J < 85 °C范围内为± 8mV。
• 输入偏置电流在V FEED = 0V时为 -500到500nA。
• 开环增益典型值为100dB。

参考部分

• 参考输出电压在–25 °C < T J < 85 °C时为4.97 - 5.23V。
• 负载调整率在1mA ≤ I ref ≤ 10mA、–25 °C < T J < 85 °C时最大为15mV。
• 线路调整率在12V ≤ V CC ≤ 19V、–25 °C < T J < 85 °C时最大为10mV。

振荡器部分

• 初始精度在T j = 25 °C时为85 - 115KHz。
• 频率稳定性在12V ≤ V CC ≤ 19V、–25 °C < T J < 85 °C时为80 - 120KHz。

同步部分（仅L4981A）

• 输出脉冲宽度在50%幅度时为0.3 - 0.8 µs。

频率调制功能（仅L4981B）

• 最大振荡频率在V FREQ-MOD = 0V（Pin 16）、I freq = 0时为85 - 115KHz。
• 最小振荡频率在I FREQ-MOD = 360 µA（Pin 16）、V VRMS = 4V（Pin 7）时为74KHz。

软启动部分

• 软启动源电流在V SS = 3V时为60 - 140 µA。
• 输出饱和电压在V 3 = 6V、I SS = 2mA时最大为0.25V。

应用电路与示例

文档中给出了L4981A/L4981B的应用示例，如200W的功率因数校正器电路（图9A和图9B），以及360W的演示板电路（图19）。通过这些示例，我们可以更直观地了解如何使用该芯片进行电源设计。

演示板评估结果

演示板在不同市电电压下的评估结果如下：

110Vac时

V mains	P out	V out	P in	THD	PF	Eff.
88Vac	366W	404Vdc	397W	5%	0.998	0.92
110Vac	370W	406Vdc	395W	2.2%	0.999	0.94
132Vac	372W	407Vdc	394W	3%	0.999	0.945

220Vac时

V mains	P out	V out	P in	THD	PF	Eff.
176Vac	378W	410Vdc	394W	4.7%	0.997	0.959
220Vac	381W	412Vdc	395W	6.4%	0.993	0.964
264Vac	381W	412Vdc	395W	8.1%	0.987	0.964

从这些数据可以看出，L4981A/L4981B在不同市电电压下都能实现较高的功率因数和效率，同时能有效限制总谐波失真（THD）。

机械数据

文档还提供了L4981A/L4981B的外形尺寸和机械数据，包括DIP20和SO20封装的详细尺寸信息，方便工程师进行PCB设计和布局。

总结

L4981A/L4981B功率因数校正器具有高功率因数、宽输入电压范围、丰富的保护功能等优点，适用于各种电源设计。在实际应用中，工程师可以根据具体需求选择合适的工作模式（固定频率或调制频率），并参考文档中的电气特性和应用示例进行设计。同时，要注意设备的绝对最大额定值，确保其安全可靠运行。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。