【实例】基于L6562A的APFC设计

公冶瑶瑾

1、前言
传统AC/DC采用桥式整流器和大容量滤波电容器组成的电容输入型电路，其PF值较低，一般为0.55～0.65


2、临界电流模式的APFC原理

PFC分类：
●无源功率因数校正法(PPFC)
●有源功率因数校正法(APFC)
Boost电路以其特有的优点被广泛地应用于APFC变换器
目前，市场上有许多芯片应用于APFC,根据电感电流是否连续，分为两种
●连续导通模式(CCM )
●临界或过渡导通模式(TCM)
L6562A是ST公司PFC产品系列的最新器件之一，它是在L6561和L6562基础上进一步改善开发的，主要是应用于TCM的功率因数校正电路。

L6562A主要特点有：
●乘法器内置THD优化电路，以减小过零点失真，降低THD值（这是L6561所不具备的）；
●极低启动电流（典型值：30uA；保证60uA以下），可降低芯片功耗；
●内部参考电压于25℃时误差率在1﹪以内；
●除能（Disable）功能，当误差放大器输入低于0.2V，系统将关闭，降低损耗；
●精确可调的外部过电压保护；
●内部启动及零电流侦测(ZCD)功能；
●在电流检测输入端内置领先的数字RC滤波器，过零频率附近的高频区域仍然可以工作，因此降低了总的谐振失真度；
●800mA的图腾级输出，可用于直接驱动Power MOSFET。

这些特点比L6561和L6562都有较好的改善

L6562A是采用变频的PFC控制芯片，使Boost电路升压电感工作在临界电流模式。
下面推导其功率因数校正的原理。



3、基于L6562A的APFC设计
采用基于L6562A的Boost APFC电路，设计一台75W的样机Ui=176-265Vac、Uo=400V

电感设计：
●本电路工作于变频控制方式，设计电感时，要按最低开关频率考虑最低开关频率要大于内部启动器的最大频率，以确保电路工作于正确的TCM操作
●L6562A芯片的最小工作频率建议大于14kHz，以不干扰内部启动器（内部最小重启时间为75us）确保芯片在临界电流模式工作，本设计最小开关频率选为25kHz
●开关频率最小值发生在输入电压幅值时（θ=90°）最大值发生在输入电压过零时（θ=0°）
下面推导电感L与fmin的关系：

根据式

当输入电压变化时，开关的最小频率也在变化由图可知fmin可能出现在最小或者最大Virms下

根据式

即可确定电感值L
依据下式的AP值即可设计电感器

其中Iirms=Pi/Virms
J为线圈电流密度
Bm为磁心最大工作磁密
Ku为线圈窗口填充系数

Ku为线圈窗口填充系数

4、结论
通过实验结果分析表明基于L6562A 的临界连续模式的有源功率因数校正电路具有：
●结构简单、体积小、工作稳定可靠
●PF值高、THD值低
●适用于小功率APFC 电路应用