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264 V,PFC电路输出电压为

387 V提供给后级双晶体顺向式转换器 (Dual Forward Converter)的输入电压. 图

一、FAN480X应用线路图 AN-8027SC APPLICATION NOTE ?

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2 2. PFC单元 2.1 FAN480X动作原理 FAN480X的VDD电压由待机电源中的辅助绕组所提 供,当所提供给VDD的电压高於VTH-ON,则Q1开始切 换,PFC单元开始动作,使C17上的电压开始上升到

387 V,使输入电压与电流趋近同相位,而功率因数接 近1.为了避免VDD受到高频杂讯的干扰,一般建议在 VDD接脚并联低等效串联电阻(Low-ESR)的陶瓷电容或 是电解电容落地.设定的PFC输出电压必须高於最高交 流输入电压的有效值,才能达到PFC的作用,所以C17 上的耐压必须要大於最高交流输入电压的1.2倍,可由 (1)式计算. FAN480X因为使用电压误差产生电流变化的转导 放大器(transconductance amplifiers),可使补偿网路为 开回路补偿.也因为此回路补偿的特性,可以减少输出 分压电阻网路上的杂讯因传统负回授放大与回路补偿网 路所造成的影响,如图二. 图

二、输出分压电阻网路与电压回授网路 因此可以利用参考电压 2.5 V 来设定输出电压的电 阻分配值.故(R17A+R17B)与R11的分配值可以由(2)式计 算出.对於可靠度操作来说,R17A与R17B的耐压应力 (Voltage Stress)最少必须承受387V的耐压;

而避免 FBPFC受到杂讯的干扰,建议在FBPFC接脚并上约

470 pF 的电容落地. (2) 2.2 PFC功率元件的选用 由於FAN480X 的PFC 操作在连续电流模式(Continuous Current Mode, CCM),因此可以减少电感 电流的变化量,也可以操作在较大的功率瓦数下,所以 电感值可以藉由设定电感电流的变化量来计算,一般设 定电感电流的变化量为最大输入峰值电流的 20% 到30% 之间,而最大输入峰值电流可以利用(3)式与(4)式 计算出: (3) (4) 因此电感最大电流与最大输入峰值电流的关系表示 如(5) 式;

其中Iin(peak_max) 为最大输入峰值电流,Vin(rms_min)为最小交流输入电压的有效值,PO为最大输 出功率瓦数,η为整体效率. (5) 其中dI为电感电流的变化量与电感电流的比例(一般设 定为20% ~ 30%),IL(max)为电感的最大电流. 选择电感值L1时,除了考虑电感的电流变化量之 外,也受到责任周期DPFC和切换频率fS影响;

责任周期 可藉由输出电压与输入电压计算出,如(6)式.因此电 感值利用(7)式计算可得. (6) (7) 功率二极体D1与切换晶体Q1的耐压应力选择上由 於受到输出电压的影响,所以耐压至少选择PFC输出电 压的1.2倍以上来符合安规.切换晶体Q1之最大有效值 耐流应力(Current Stress)可以由(8)式所获得.切换晶 体Q1与D1的最大耐流应力可以由(9)式所获得.功率二 极体D1的平均电流可由(10)式所计算出. (1) AN-8027SC APPLICATION NOTE ?

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3 (8) (9) (10) 为了防止输入端交流电压的突然消失,一般在输出 电容选择上需要加入维持时间(hold-up time)的考量, 因此可由(11)式计算出输出电容的容值. (11) 其中PO为PFC所需要提供给PWM的输出功率,tHLD为 维持时间,ηPWM 为PWM单元之效率,VC17(min) 为在 PWM部分仍然维持最大输出功率时,PFC端输出电容 仍然能提供能量的最小输出电压. 由於FAN480X使用前缘/后缘触发调变的优点,所 以当PFC的功率晶体Q1截止且PWM的功率晶体导通 时,PFC电感电流大部分会直接透过PWM端的变压器 提供能量给负载,输出能量不完全由PFC输出电容所提 供,一部分由PFC电感所负担.这样的优点可以使PFC 输出电容的电压涟波降低. 2.3 选择乘法器(Gain Modulator)周边零件 乘法器主要的目的在於产生一个控制讯号,藉由这 个讯号来调变PFC的责任周期,使输入电流追随输入电 压,并且使输出电压维持在387 V.乘法器周边零件接 线图如图三. 为了设计最大输出功率的PFC部分,在乘法器的周 边零件选择上有以下步骤: 2.3.1 步骤一:VRMS接脚所设定的被动二阶滤波器是 为了得到较好的总谐波失真、提高抗干扰能力与随交流 输入电压变化的响应速度,因此在设定VRMS脚的电阻 分压比例可参考(12)式,其中Vin(rms_bout)为最低交流输入 电压保护 (Brownout Voltage) 的电压, VRMS(LV_min) 为VRMS接脚在最低交流输入电压保护的电压,其值为 1.05;