2 FAN7528的電路特點

　　2.1 如圖1所示，F(xiàn)AN7528N DIP8封裝，也有SMD封裝（FAN7528M），內(nèi)部含有自啟動定時器，正交倍增器，零電流檢測器，圖騰柱驅(qū)動輸出、過壓、過流、欠壓保護等電路。

　　2.2 FAN7528 PFC控制芯片的性能特點

　　該芯片的最大特點是采用零電流導(dǎo)通變頻控制模式，其它性能特點如下：

　　«內(nèi)置啟動定時電路；

　　«內(nèi)置R/C濾波器，可省掉外部R/C；

　　«過壓及欠壓比較器；

　　«零電流檢測器；

　　«單象限乘法器；

　　«1.5％的內(nèi)部可調(diào)整的帶寬；

　　«低啟動電流及低工作電流

　　FAN7528是一個引腳簡單，高性能的有源功率因數(shù)校正芯片。它是被優(yōu)化的，穩(wěn)定的，低功耗，高密度的電源芯片，且外圍元器件少，節(jié)省了PCB布線空間。內(nèi)置R/C濾波器，抗干擾能力強，對抑制輕載漂移現(xiàn)象增加了特殊電路。對輔助電源范圍不要求，輸出圖騰驅(qū)動電路限制了功率MOSFET短路的危險，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　3 有源功率因數(shù)校正原­理設(shè)計

　　3.1如圖2所示控制芯片采用FAN7528，功率MOSFET Q1的通、斷受控于FAN7528N的零點流檢測器，當(dāng)零電流檢測器中的電流降為零時，即升壓二極管D1中的電流為零時，Q1導(dǎo)通，此時的電感L開始儲能，電流控制波形如圖3所示，這種零電流控制模式有以下優(yōu)點：

　　«由于儲能電感中的電流為零時，Q1才能導(dǎo)通，這樣就大大減少了MOSFET的開關(guān)應(yīng)力和損耗，同時對升壓二極管的恢復(fù)時間沒有嚴(yán)格的要求，另一方面免除了由于二極管恢復(fù)時間過長引起的開關(guān)損耗，增加了開關(guān)管的可靠性。

　　«由于開關(guān)管的驅(qū)動脈沖時間無死區(qū)，所以輸入電流是連續(xù)的并呈正弦波，這樣大大提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。

　　3.2 應(yīng)用設(shè)計舉例

　　技術(shù)要求：

　　«輸入電網(wǎng)電壓范圍：AC90V-265V

　　«輸出直流電壓： DC400V

　　«輸出功率：150W

　　PFC電感的設(shè)計

　　確定磁芯的型號

　　磁芯選用：EI40材料：PC40(AL=4860±25%)nH/N2

　　輸出功率：P0=V0I0式中V0為輸出電壓，I0為輸出電流

　　計算電感的峰值電流Ipk(η1=0.98)

　　Ipk=2V0I0/(η1×Vin(peak))，將輸入電壓Vin=85V，264V分別代入求得，

　　Ipk1=2.71A，Ipk2=0.87A

　　計算電感的電感量L(設(shè)定最小開關(guān)頻率fsw(min)=33kHz)

　　L=η1/(4 fsw(min)V0I0(1/V2in(peak)+1/ (Vin(peak)( V0- Vin(peak))))，將Vin=85V，IVin=264V分別代入上式求得，L1=560μH，L2=530μH，實際取L=535︿550μH電感的電氣原理圖：如圖４所示

　　升壓MOSFET的選擇：

　　計算流過MOSFET的最大有效值電流IQrms

　　IQrms=2√2 V0I0(max)/(η1×Vin(LL))×(1/6-4√2 Vin(LL)/(9π×V0))1/2

　　代入相關(guān)數(shù)值得，IQrms=0.955A

　　故流過MOSFET的峰值電流取為Ipk=1.2×IQrms=1.15A

　　計算MOSFET所承受的最大反向電壓VDS(max)

　　VDS(max)=1.2×264×√2=450V

　　確定MOSFET的規(guī)格型號

　　根據(jù)Ipk、VDS(max)及降低功耗的Ô­則，選用Fairchild的MOSFET,其型號及技術(shù)指標(biāo)如下：

　　FQP13N50，VDSS=500V，ID=12.5A，RDS(on)=0.43Ω，PD=170WTO-3P

　　升壓二極管的選擇：

　　計算流過二極管的平均電流IDavg

　　IDavg=I0(max)=0.4075A

　　故流過二極管的峰值電流取為Ipk=1.2×I0(max)=0.489A

　　計算二極管的最大反向電壓VR(max)

　　VR(max)=1.2×V0=480V

　　確定二極管的規(guī)格型號

　　根據(jù)Ipk、VR(max)，選用IXYS的HiPerFREDTM二極管，其型號及技術(shù)指標(biāo)如下：

　　DSEP 6-06AS，VRRM=600V，IFAV=6A，Ptot=55W，TO-252 A

　　整流橋的選擇

　　計算整流橋所承受的最大反向電壓VR(max)

　　VR(max)=√2×Vin(max)=375V

　　計算流過整流橋的有效電流Irms

　　Irms=Pin/V(in-max)rms=1.36A

　　故流過整流橋的最大電流值：1.4×Irms=1.90A

　　確定整流橋的規(guī)格型號

　　根據(jù)上述條件選用RECTRON的整流橋，其規(guī)格型號及技術(shù)指標(biāo)如下：

　　RS406L，VRRM=600V，6A

　　其它參數(shù)按常規(guī)APFC，參照FAN7527使用說明，此處略。

　　如圖５所示FAN7528N在APFC前置變換器中的應(yīng)用電路

　　4 使用FAN7528的問題及解決方法

　　«PFC中的自舉二極管速度越快越好；

　　«注意MOSFET的源極與地線的連接，減少諧振的發(fā)生；

　　«PFC升壓后高壓電容的容量要夠，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)值；

　　«整流橋后的金屬化薄膜電容調(diào)整可以改變諧振；

　　«FAN7528的1腳和3腳之間加R/C，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)可以減少輕載不穩(wěn)定；

　　«FAN7528的1腳和2腳之間的電容值影向啟動時間；

　　«該芯片在使用中發(fā)現(xiàn)，有很多優(yōu)點，也有缺點。

　　5 結(jié)語

　　該設(shè)計¾­多次反復(fù)試驗，PFC升壓電感參數(shù)調(diào)整，及其它外圍參數(shù)設(shè)計試驗確定，功率MOSFET等器件的計算，已成功設(shè)計出150W升壓前置變換器，且后級設(shè)計DC-DC，已成功用于24VDC/5A輸出，120W功率因數(shù)校正開關(guān)電源，功率因數(shù)高達0.998,整機效率高達88%。

　　按照此方案還可以設(shè)計出200W-300W功率電源。實踐證明該方案是可行的，有一定的應(yīng)用價值。