深入解析L6562：过渡模式PFC控制器的卓越之选

在电子工程师的设计世界里，功率因数校正（PFC）控制器是至关重要的组件。今天，我们就来深入探讨一款性能出色的过渡模式PFC控制器——L6562。

文件下载：EVAL6562-375W.pdf

一、L6562的特性亮点

1. 先进技术实现

L6562采用BCD技术制造，这种技术结合了双极、CMOS和DMOS的优点，为芯片带来了高性能和高可靠性。

2. 过渡模式控制

它采用过渡模式控制PFC预调节器，这种控制模式能够在轻载和重载条件下都保持较高的功率因数，有效降低谐波失真。

3. 专有乘法器设计

专有乘法器设计可使交流输入电流的总谐波失真（THD）降至最低，确保电源系统的高效稳定运行。

4. 精确的过压保护

具备非常精确的可调输出过压保护功能，能在输出电压异常升高时及时采取保护措施，保障系统安全。

5. 低功耗特性

• 超低启动电流（≤70μA），减少了启动时的功耗。
• 低静态电流（≤4mA），降低了系统在正常运行时的能耗。

6. 宽电源电压范围

扩展的IC电源电压范围，为设计提供了更大的灵活性。

7. 片上电流感测滤波器

片上电流感测滤波器可有效减少噪声干扰，提高电流检测的准确性。

8. 禁用功能

具备禁用功能，方便工程师在需要时关闭芯片，实现灵活控制。

9. 高精度内部参考电压

内部参考电压在25°C时精度可达1%，为系统提供了稳定的参考信号。

10. 强大的栅极驱动器

-600/+800mA图腾柱栅极驱动器，带有欠压锁定（UVLO）下拉和电压钳位功能，能够可靠地驱动功率MOSFET和IGBT。

11. 环保封装

提供DIP - 8/SO - 8封装的ECOPACK®，符合环保要求。

二、应用领域广泛

1. 小功率开关电源

适用于符合IEC61000 - 3 - 2标准的开关电源（如电视、台式电脑、显示器等），功率可达300W。

2. 高端AC - DC适配器/充电器

为高端设备的充电提供高效稳定的电源。

3. 入门级服务器和网络服务器

满足服务器对电源稳定性和功率因数的要求。

三、引脚功能详解

引脚编号	引脚名称	功能描述
1	INV	误差放大器的反相输入。PFC预调节器输出电压信息通过电阻分压器输入该引脚。
2	COMP	误差放大器的输出。在该引脚和INV引脚之间放置补偿网络，以实现电压控制环路的稳定性，确保高功率因数和低THD。
3	MULT	乘法器的主输入。该引脚通过电阻分压器连接到整流后的市电电压，为电流环路提供正弦参考。
4	CS	PWM比较器的输入。通过电阻感测MOSFET中的电流，将所得电压施加到该引脚，并与乘法器生成的内部正弦形参考进行比较，以确定MOSFET的关断。
5	ZCD	用于过渡模式操作的升压电感去磁感测输入。负向边沿触发MOSFET的导通。
6	GND	接地。为IC的信号部分和栅极驱动器提供电流返回路径。
7	GD	栅极驱动器输出。图腾柱输出级能够以600mA源电流和800mA灌电流驱动功率MOSFET和IGBT。该引脚的高电平电压钳位在约12V，以避免在引脚供电电压较高时出现过大的栅极电压。
8	Vcc	IC信号部分和栅极驱动器的电源电压。电源电压上限扩展到最小22V，为电源电压变化提供更多余量。

四、电气特性分析

1. 电源电压特性

• 工作范围：开启后为10.3V - 22V。
• 开启阈值：典型值为12V。
• 关闭阈值：典型值为9.5V。
• 滞后：2.2V - 2.8V。
• 齐纳电压：在Icc = 20mA时为22V - 28V。

2. 电源电流特性

• 启动电流：开启前，Vcc = 11V时，典型值为40μA，最大值为70μA。
• 静态电流：开启后，典型值为2.5mA，最大值为3.75mA。
• 工作电源电流：在70kHz时，典型值为3.5mA，最大值为5mA。

3. 乘法器输入特性

• 输入偏置电流：VVFF = 0 - 4V时，最大值为 - 1μA。
• 线性工作范围：0 - 3V。
• 输出最大斜率：V MULT = 0 - 0.5V，V COMP = 上钳位时，典型值为1.9V/V。
• 增益：V MULT = 1V，V COMP = 4V时，典型值为0.6 1/V。

4. 误差放大器特性

• 电压反馈输入阈值：Tj = 25°C时，典型值为2.5V。
• 线路调节：Vcc = 10.3V - 22V时，典型值为2mV，最大值为5mV。
• 输入偏置电流：V INV = 0 - 3V时，最大值为 - 1μA。

5. 电流感测比较器特性

• 输入偏置电流：V CS = 0时，最大值为 - 1μA。
• 输出延迟：典型值为200ns，最大值为350ns。
• 电流感测参考钳位：V COMP = 上钳位时，典型值为1.7V。
• 电流感测偏移：V MULT = 0时，典型值为30mV；V MULT = 2.5V时，典型值为5mV。

6. 零电流检测器特性

• 上钳位电压：I ZCD = 2.5mA时，典型值为5.7V。
• 下钳位电压：I ZCD = - 2.5mA时，典型值为0.65V。
• 触发电压：正向边沿典型值为2.1V，负向边沿典型值为1.6V。
• 输入偏置电流：V ZCD = 1 - 4.5V时，典型值为2μA。

7. 启动器特性

启动定时器周期：典型值为130μs，最小值为75μs，最大值为300μs。

8. 输出过压保护特性

• 动态OVP触发电流：典型值为40μA。
• 滞后：典型值为30μA。
• 静态OVP阈值：典型值为2.25V。

9. 栅极驱动器特性

• 压降：I GDsource = 20mA时，典型值为2V；I GDsource = 200mA时，典型值为2.5V。
• 灌电流：I GDsink = 200mA时，典型值为0.9V。
• 电压下降时间：典型值为30ns。
• 电压上升时间：典型值为40ns。
• 输出钳位电压：I GDsource = 5mA，Vcc = 20V时，典型值为12V。
• UVLO饱和：Vcc = 0 - V CCon ，I sink = 10mA时，最大值为1.1V。

五、典型电气特性

文档中给出了多个典型电气特性的图表，如电源电流与电源电压的关系、启动和欠压锁定与结温的关系、IC功耗与结温的关系等。这些图表直观地展示了L6562在不同条件下的性能表现，为工程师在设计时提供了重要的参考依据。

六、应用信息

1. 过压保护

在稳态条件下，电压控制环路使PFC预调节器的输出电压Vo接近其标称值。当输出电压因负载下降而突然变化（∆Vo > 0）时，误差放大器的本地反馈会将INV引脚电压保持在2.5V。此时，通过R1的电流会发生变化，产生的差值电流会流经补偿网络并进入误差放大器输出（COMP引脚）。当该电流达到约37μA时，乘法器的输出电压会被迫降低，从而平滑地减少输送到输出的能量；当电流超过40μA时，动态过压保护（OVP）被触发，栅极驱动器被强制置低，外部功率晶体管关断，IC进入空闲状态，直到电流降至约10μA以下，内部启动器重新启用，开关重新启动。这种过压保护技术的优点是过压水平可以独立于调节后的输出电压设置，并且检测精度高，检测电流的公差为12%。

2. 总谐波失真（THD）优化

L6562具有THD优化电路，可减少乘法器在电源电压过零点附近的输出偏移。为了充分发挥该电路的作用，应在满足电磁干扰（EMI）滤波需求的前提下，尽量减小桥式整流器后的高频滤波电容。因为大电容会引入交流输入电流的导通死区角，使优化电路的效果变差。

3. 评估结果

文档给出了EVAL6562N评估板在满载、半载和空载条件下的测量结果，包括输入电压、输入功率、输出电压、输出功率、效率、功率因数和总谐波失真等参数。这些数据可以帮助工程师了解L6562在实际应用中的性能表现，为设计提供参考。

七、封装信息

L6562提供DIP - 8和SO - 8封装的ECOPACK®，这种封装具有无铅二级互连，符合JEDEC标准JESD97。封装和内盒标签上会标注二级互连的类别以及与焊接条件相关的最大额定值。ECOPACK是ST的商标，相关规格可在www.st.com上查询。

八、修订历史

该文档的修订历史记录了从2004年1月到2005年11月的多次修订，包括首次发布、样式修改、绝对最大额定值表修改以及添加ECOPACK®合格证书等内容。了解修订历史可以帮助工程师掌握产品的发展和改进过程。

总之，L6562作为一款过渡模式PFC控制器，凭借其丰富的特性、广泛的应用领域和出色的性能表现，为电子工程师在电源设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师可以根据具体需求，结合其电气特性和应用信息，进行合理的设计和优化。大家在使用L6562的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。