前沿觸發(fā)型PFC控制器的啟動(dòng)電流瞬態(tài)

作者：John Bottril
德州儀器


前沿觸發(fā)型PFC轉(zhuǎn)換器控制器為客戶帶來(lái)了諸多好處。最主要的就是就是控制芯片可以獨(dú)特的方式運(yùn)行，即在PFC轉(zhuǎn)換器為輸出電容提供電流的同時(shí)，下一個(gè)轉(zhuǎn)換器將從這一相同的電容上獲取電流。這種運(yùn)行方式使得在運(yùn)行期間PFC輸出電容中的RMS電流被大大降低。

前沿觸發(fā)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作是這樣的：當(dāng)時(shí)鐘的斜坡電壓與電流誤差放大器輸出端的電壓交叉時(shí)，PFC開(kāi)關(guān)將被開(kāi)啟。

該系統(tǒng)具有一個(gè)初始條件問(wèn)題。當(dāng)首先為芯片供電時(shí)，電流誤差放大器輸出端的電壓就會(huì)像輸入端一樣被鉗位至接地。此外，由于反饋結(jié)構(gòu)是專門針對(duì)積分放大器的，因此輸出端具有有限的dv/dt功能。這就導(dǎo)致了在轉(zhuǎn)換器初始上電時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大電流瞬態(tài)。

根據(jù)輸出電容的初始預(yù)充電狀態(tài)以及初始輸入電壓條件，這將會(huì)導(dǎo)致在輸出端上出現(xiàn)過(guò)壓條件。

解決這種問(wèn)題的辦法就是添加一個(gè)鉗位控制初始峰值流限的電路，以使其大大低于設(shè)計(jì)峰值流限。該鉗位會(huì)訊速地釋放并允許電流峰值限制提高，但到那時(shí)電流誤差放大器將負(fù)責(zé)控制功能。

所附電路(圖1)顯示了該問(wèn)題的解決方案。該圖是關(guān)于UCC38500產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)第13頁(yè)的電路—SLUS419。

從VREF到PKLIMIT的電阻R29被分為R29A和R29B兩部分。這兩個(gè)電阻值之和為被分解之前的原電阻值，即與VREF連接的電阻為原電阻值的1/3，與PKLIMIT連接的電阻為原電阻的2/3。所添加的PNP信號(hào)晶體管(Q100)的發(fā)射極與這兩個(gè)電阻的交叉點(diǎn)相連，而該晶體管的集電器則連接至接地。晶體管基極與所添加的電阻器(R100)與電容器(C100)的交叉點(diǎn)相連。所添加電容器的另一側(cè)接地，而電阻器的另一側(cè)連接至VREF。R12a 與R12b之間的比率可以確定當(dāng)電容器被完全充滿時(shí)晶體管處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)首先為控制器供電時(shí)，所添加電容器C100兩端的電壓為 0，并將晶體管保持在開(kāi)啟狀態(tài)，從而使R29A和R29B交叉點(diǎn)的電壓接近接地電壓。這樣就可降低轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的峰值電流限制。由于電容器(C100) 兩端的電壓會(huì)隨著流經(jīng)R100的充電電流的增加而增加，因此R29A和R29B交叉點(diǎn)的電壓也會(huì)增加，從而允許峰值電流增加(在所添加電路的效應(yīng)被消除并且峰值電流限制符合初始設(shè)計(jì)之前都是如此)。C100和R100的選擇應(yīng)遵循以下原則：時(shí)間常數(shù)要小于PFC或下行轉(zhuǎn)換器上任何軟啟動(dòng)電路的值。