TOPSwitch在PFC中的应用
来源： 作者： 发布时间：2015-02-06 06:06:23 浏览量：产生这种结果的原因是：在TOPSwitch的整个工作过程中，提升电感上的电流是TOPSwitch上电流和提升二极管电流的代数和（见公式IL=IT＋ID），TOPSwitch上的电流随着整流后的输入电压呈线性关系，平滑后是正弦电流。可是提升二极管上的电流随着输入电压的升高迅速上升，呈非线性关系，平滑后不是正弦电流。这样叠加的结果使提升电感上的电流就不是正弦的。因为提升二极管上的电流不受控，所以要想改善提升电感上电流波形，就只能通过控制IC改善TOPSwitch的电流波形，使TOPSwitch上的波形不是一个正弦波，来补偿提升二极管不是正弦波的缺陷。这个问题是很多无乘法器的控制IC在boost电路中普遍存在的问题，这些都可以通过预补偿的方式得以改善。改善的关键就是选择合适的预补偿电阻。
在输入高电压时减小IT的占空比，这样使得IL的波形就不再是像图4所示。经过补偿的电流波形如图6所示，这样IL的波形已经近似于正弦波，电路原理图如图8所示，通过预补偿电阻R1和直接输出电压检测电路控制流入TOPSwitch控制脚的电流，使TOPSwitch的调制大功率电感贴片电感器方式变成恒频非恒占空比的方式，达到较为理想的PFC。占空比随瞬时输入电压变化呈线性关系，TOPSwitch具有电流线性控制占空比变换器，当流入TOPSwitch控制引脚的电流在2.0～6.0mA范围内增大时，TOPSwitch的占空比将从67％下降到1.7％，所以通过预补偿电阻来控制部分TOPSwitch控制引脚的电流来控制占空比。预补偿电阻的选择是很重要的（后文对预补偿电阻的选择有论述）。当整流后的电压最低时，TOPSwitch的控制引脚通过预补偿电阻R1泄放电流，使流入控制引脚的电流减小，这时TOPSwitch的占空比最大；随着整流后的输入电压的增高，流入TOPSwitch控制引脚的电流
图7预补偿前后TOPSwitch上的电流示意图
图8有预补偿的应用TOPSwitch的PFC电路原理图
也将逐渐增加，TOPSwitch的占空比逐渐减小，当输入电压达到最高时，TOPSwitch的占空比最小，这就完成了恒频非恒占空比的控制方式。在示意图图7中可以看出，预补偿以后，由于TOPSwitch上的电流减小了，使得在提升电感上的电流三角形的面积小于预补偿以前的，电流的平均值也就减小了，平滑后的电流波形也就接近正弦波形了，如图9所示。占空比随着瞬时输入电压的变化而变化。这时THD<7％ ， PF为 0.98。 4 元 器 件 的 选 择 与 参 数 计 算
（1）TOPSwitch的选择表（见下表）
| 型号 | PFC输出功率 | 型号 | PFC输出功率 |
|---|---|---|---|
| TOP221 | 0～25W | 工字电感器TOP225 | 45～100W |
| TOP222 | 20～50W | TOP216 | 60～125W |
| TOP223 | 30～75W | TOP227 | 75～150W |
（2）预补偿电阻R1的计算
可利用公式（6）进行计算预补偿电阻R1（kΩ）
R1=APWM/SDV(6)
式中APWM是TOPSwitch占空比控制电流增益，为百分之十几/mA（一般典型值为16％/mA），SDV是测试的交流整流后的输入电压与占空比直线的斜率，可定为SDV=－0.067％/V，预补偿电阻R1也可以通过曲线计算出来，直流输出电压曲线和预补偿电阻的关系如图10所示。
（3）电感线圈的计算
图9有预补偿平滑后的电流波形
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