应用笔记AN- 1077
PFC转换器的设计与IR1150
单周期控制IC
由R·布朗， M。 Soldano改装，国际整流器
目录
页面
简介................................................. ......................................... 1
对于PFC应用单周期控制............................................ ..2
IR1150详细说明............................................... .................. 3
PFC转换器的设计过程.............................................. .......... 4
转换器规格................................................ ................. 4
转换器输入和输出变量定义............................... 4
转换器原理图............................................... ......... 5
最大输入功率和电流............................................. 6 .......
高频输入电容的要求................................... 6
升压电感设计............................................... ......................... 6
输出电容的要求............................................... ...... 7
控制部分设计............................................... .................... 7
输出电压分压器............................................... ..................... 7
输出OVP分频器设计.............................................. .............. 8
开关频率选择............................................... 8 ........
电流回路和过电流保护...................................... 9
软启动设计............................................... .............................. 11
目录续下页...
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AN-1077
盖
电压反馈环路............................................... ........................ 12
电压环路补偿............................................... ............ 14
设计技巧................................................ .......................................... 16
IC去耦电容............................................... .................. 16
电感设计................................................ ............................... 16
栅极驱动器注意事项............................................... ............... 17
PCB布局................................................ ..................................... 17
额外的噪声抑制事项................................ 18
本应用笔记描述了一个连续导通模式的设计方法
利用升压转换器和特色的IR1150S IC的PFC功率因数校正电路。该
IR1150是基于国际整流器公司专有的“单周期控制”技术的PFC
转换器控制。本应用笔记介绍了一个完整的，一步一步的，设计过程
包括转换器规格及必要的设计权衡。
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盖
应用说明
AN-1077
PFC转换器的设计与IR1150
单周期控制IC
R·布朗， M。 Soldano改装，国际整流器
本应用笔记介绍了一个连续导通模式功率的设计方法
因数校正电路采用一个升压转换器和特色的IR1150S IC的PFC 。该IR1150
基于国际整流器公司专有的“单周期控制”技术的PFC转换器
控制权。本应用笔记介绍了一个完整的，一步一步的，设计的程序，包括CON-
变频器规格及必要的设计权衡。
涉及的主题
功率因数校正
单周期控制操作
IR1150的详细说明
设计过程和示例
设计技巧
有关更多资料，请访问我们的网站：
http://www.irf.com/product-info/smps/
http://www.irf.com/e/ir1150ppdus.html/
关键词： PFC ，功率因数校正， THD ，一
循环控制， OCC
为正弦电压这可以写为：
PF
=
V
RMS
I
RMS
1
COS （
φ
) I
RMS
1
=
COS （
φ
)
V
RMS
I
RMS
I
RMS
(4)
V
RMS
I
RMS
I
RMS
1
是线电压有效值
是线电流有效值
是线电流基波
φ
是电压和电流之间的位移角
在这种情况下，功率因数可被分成失真
因数和位移的因素：
介绍
功率因数定义为比值
实
动力
to
显
动力，其中，
实
电源的时候英特
测过一个完整的瞬时功率的GRAL
周期和
显
功率就是产品
均方根电压和RMS电流测量过
整个期间。
k
D
=
I
RMS
1
; k
φ
=
COS （
φ
)
I
RMS
(5)
的电压和电流之间的相移
波形是由的的反应性介绍
输入，无论是电感性或电容性的。
在一个纯电阻负载，电压和电流
将正弦波，相位，真正的力量将等于
视在功率和功率因数= 1 。
REAL电源
=
1
V
IN
I
IN
dt
T
∫
0
T
(1)
(2)
(3)
I
RMS
=
∑
I
n
=
1
∞
2
RMS
n
(6)
视在功率
=
V
inrms
I
inrms
PF
=
P
实
P
显
THD
=
2
2
I
RMS
I
RMS
1
2
I
RMS
1
(7)
1 18
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美国+ 1 310 252 7105欧洲+ 44 （ 0 ） 208 645 8015
应用说明
AN-1077
对于PFC单周期控制
应用
的一个周期控制操作分析
详细在几篇论文[3] [ 4 ] [5] 。
转换器的输出电压V
o
按比例缩小
直通输出分频器，并提出了在输入
误差放大器V
FB
。误差放大器用于
提供环路补偿和生成的错误
信号或调制电压V
m
.
V
FB
V
REF
C
z
R
gm
C
p
V
m
图3 - 重置积分器特征
一个重要的特点是，积分时间
定积分器必须切换匹配
期，以便在每个周期结束时，将斜
相匹配的综合值。
图1 - 错误放大器
在单周期控制的核心是一个可重置
集成商。该模块集成了调制电压
年龄和被复位在每个开关周期的结束。
图4 - PWM信号生成
图2 - 在单周期控制的核心
由于电压的环路带宽非常小的
调制电压的变化非常缓慢，并且可以是
在一个开关周期视为常数。这
意味着，积分器的输出将是一个线性
坡道。积分器斜坡的斜率直接亲
portional至误差放大器的输出电压，
v
m
.
为PWM比较器的基准是转播
减去两端的电压电流tained
从调制电压检测电阻：
v
m
G
DC
v
SNS
(8)
这是所需要的输入配置的gen-
全部擦除旧瓦楞纸箱的PWM ，以正确地控制所述升压
转换器后缘调制。
通过提供一个参考阈值依赖于
输入电流和斜波信号依赖于
输出电压，所述转换器所需要的控制
占空比来实现，实现输出电压的稳压
灰和功率因数校正。
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应用说明
AN-1077
这种控制技术不需要直接线
电压检测：线路电压信息参见
tained在电感器电流。
IR1150的详细说明
该IR1150控制IC是用于升压转换
变流器的功率因数校正在一个固定的工作
频率连续导通模式。该IC
本质上与两个环路，内部工作电流
环和一个外电压环路。
电流内环维持正弦亲
平均输入电流基于所述depend-文件
脉冲ency宽度调制占空比的
输入线电压，以确定类似的输入
线电流。因此，电流回路利用了
嵌入的输入电压信号以命令平均值
年龄输入电流跟随输入电压。这是
如此，只要在连续导通运行
模式被保持。
会有电流的失真的一些量
租波形线周期移向了
过零和作为转换器工作在非常
轻负载时给定的电感器具有有限的电感
距离。在这些所得到的谐波电流
操作条件将是很好的D类内
EN61000-3-2的规格，因此不是
问题。
电压外环控制输出电压
升压转换器和所述输出电压误差的
放大器产生的电压在其输出端，其迪
rectly控制所述积分器斜坡的斜率，并
因此，平均输入电流的幅值。
的两个控制元件控制的组合
输入电流的振幅和形状，以
成比例，并且在同相输入端的电压。
该IC采用保护电路提供
稳健操作的用途和亲
tection从系统级过电流，过电压，
欠压和掉电情况下。
UVLO电路监视V
CC
针器以及主
包括作为栅极驱动信号处于非活动状态，直到在V
CC
针
电压达到UVLO开启阈值时， V
CC ON
.
开环保护（ OLP ）阻止
控制器来操作，如果在反馈引脚上的电压
未超过其标称值的20％。如果由于某种
原因的电压控制回路是开放的，该IC也不会
启动，避免了潜在的灾难性故障。
图5 - 输出保护功能
只要在V
CC
电压超过这个阈值
旧的，条件是在V
FB
脚电压大于
20%V
REF
，栅极驱动器将开始切换。
倘若在V的电压
CC
引脚应
跌破该UVLO的关断阈值时， V
CC
UVLO
中，IC后熄灭，栅极驱动器被终止，
和阈值又必须再次超出
为了重新启动该进程。
一个专用的可编程过电压保护
灰脚（ OVP ）可用于保护输出
过电压。在PFC电压反馈环路
通常很慢。如果输出电压超过
设置OVP限制，栅极驱动器将被禁止，直到
输出电压将再次接近其标称值。
最后的输出欠压保护是OUV
规定：在发生过载或欠压，犯人的
变频器将自动限制电流：结果
输出电压将下降。如果下降超过50％时
标称输出电压，所述控制器将关
并重新启动。
振荡器被设计成使得所述开关
IC的频率是通过一个外部可编程
电阻在FREQ引脚。该设计结合
最小/最大限制，使得最小和
最高工作频率应被列入
50kHz的指定范围为200kHz 。
它通常可以以较低的运行的集成电路
开关频率，但考虑的大值
编程电阻，可能会导致不准确的频
昆西修剪，容忍的范围之外
在数据表中指定。
该IR1150S的一个附加功能是，它能够
强制IC进入“睡眠”模式。在睡眠
模式下， IC的内部模块被禁用，
该IC吸取200μA的静态电流非常低。
这是为了减少系统中的期望的特征
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