第二代功率因数控制器LX1562及其应用(1)——APFC及LX1562芯片.Stamped

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翔奔 Dm a ek si in gg n&第二代功率因数控制器 L 5 2及其应用( ) X16 1 A F P c及 L 6 x 2芯片一

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大多数电子镇流器或开关电源 (Ⅷ))都采 s s

容可以较小 .而在因电子镇流器中比较流行。A F升 P' C压型预调节器简化电路如图 3所示，其核心就是 AF P C控制器。卜 A D - c变换器

用常规的垒挢整流和电容滤波电路获得直流电压。不带功率因数校正 ( F P C)电路的电子镇流器

图3

其它元件主要有小电感量的升压电感器，率开关 MO F T,恢复升压二极功 SE快管和平滑滤波输出电容，所以它的 C1边功能与图 1的 C左 左边功能相当。从电感电流传导模式上分两种类型：续传连导型 ( c c M)和断续 (连续 )传导型 ( C。前者适用于不 D M) 30~40 W较大输出功率的场台，者则适用于 30尤其 0 50后 0W是 10以下较低功率的情况。 0W从开关频率上看 .又有固定频率和变化频率两种类型。 P' AF C升压变换器的类型 .都是控制器I定的。 c决 荧光灯电子镇流电路 A F P C预调节器的电感电流大多选用断续传导模式。图 4示出 A F P C变换器固定频率断续传导

图1

或 S S方框图如图 1 MP。由于用大容量滤波电容直接并接于桥式整流器的输出端，只在交流输入电压高于滤波电容上的电压时，垒桥整流器中的二极管才会导通，并产

生高峰值的充电电流，如图2所示。交流输入电压虽在其图2

峰值附近出现了一点畸变， 但仍大体呈

正弦波形；而交流输入电流却出现异常严重的波形失真，不连续的尖峰脉冲。这种为非正弦波的基波成份很低，各高次谐波分量及总谐波含量 ( H远远超过 I C 5— T D) E 55

2等标准的规定限值，使线路功率因数致只能到 0 5—0 7 . 。为抑制输入交流的波形

畸变，高系统功率因数，提必须采取谐波滤波技术。习惯上人们把谐波滤波称为功率因数校正 ( F。 P' C)

P C分无源和

有源两种类型。无源功 F率因数校正虽然电路简单、本低，效果成但较差。有源功率因数校正效果十分理想，因

r r n ]rn _ _ n r - ]]]图4

此被广为采用。有源功率因数枝正 ( P C AF )实际上是一种 D/D C C变换器，置于桥式整E . Cr IE ' RONI ES GN& A P J, CS D _ I CⅡ 0N A R L 9 8 P I 19

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l V u。T

模式的电流和电压波示。主要由内部电源、差放大器、一象限 )法器、误 (乘电流检

WM比较器、过零电流检测器、电流检测逻辑及驱动级形。其中，控制电压是测 PA F控制器 PC的 P V等单元组成，其框图如图 7示，注意引脚端有引脚符号， Wl l 所

f L P I L●

驱动输出。电感峰值电流框图以外有外接电路。目脚功能如表 1 I。的包络高于交流平均输入电流的 2倍。在两个电感电流开关周期之间，存图5V N E A O UT O UT GND l 咐

三 L 52的主要特征 X16与 1 2年推出的 S 36A第一代 A F控制器 I 9 9 G 51 PC c比较，L 52具有许多十分突出的特点， X16具体表现在以下几个方面：

在一个死区。可变频率断续传导模式电压和电流波形如图 5所示。与固定频率 D M比较，化频率 c变 D M的优点有二：是履 C一行零电流开关 ( c ) z S,在

1设计了内部启动电路。 .当允许独立的升压变换器工作时，以节省外部元件。可 2 .增加了内部电流检测消隐电路，不需像其它同类 AF P C控制器 I C那样，为抑制脉冲前沿峰值而在 4脚 ( - C S )部设置 R外 c低通滤波网络，而降低了成本。从 3误差放大器输出和乘法器输出钳位特征改进了导通 .的过冲特性，限制了最大输入电流。并 4增加了控制电路 .避免了无载条件下的失控现象发 .生。

^ UL N P 一 Tl UT CS

图6

电感电流降到零后开关立即接通，开关损耗较低；二是在两个开关周期之间不

存在死区带，低了峰值电感电流，而降从减小了功率 M S E O F T的损耗。事实上，这类 A F P C升压变换器

工作在连续与断续电流模式的临界状态。下面介绍的第二代 AF P C控制器 L 5 2片 I X16单 c,就是工作于变化频率电感电流断续传导模式的代表性产品。

5增加了 P V输出钳位功能，从而限制了功率 M S . Wl l O-F T的栅极驱动电压。 E

二 L 52结构及引脚功能 X16

6增设了电感器零电流检测逻辑电路，而有效地保证 .从了I c在断续电流模式下运行，免了较大的电流间隙出现，避

L 52是 In t电子公司推出的低成本经济型功 X16 if y微 ml有利于提高功率因数校正的效果，获得尽可能小的电流畸率因数校正 (F ) PC控制器。比 9年代韧问世的代表性产品变。 0 L 52的这些附加特征，是对第一代 A F X16 P C控寰1 L 1瞳引脚功瞳 x5脚号 8 符号 I电源电压输入。 c 功能

制器 I S 51 C(G36 A)的重大改进，不仅降低了产品成本，大大地提高 I还 c及其应用电路的可靠性和稳定性。

6 12

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l入电源电压回复，蠢在所有引瓣中的电位最低。 压型变换器的直流输出分压

误差放大器反相墙入。哪 E-州 ( KA A 25￣ v).。

四 L 52的主要电气特性 X16

E- 0 T误差放大嚣输出与瓣晓间有一十反馈补偿阿络。 A U

a 4

M【JⅡ T C S-

乘法器输入。由A全波整流后的分压( c低于2 )。 v输入 电流检测输入。升压级M∞吒m昀源极的电流信号送至谤脚。一十内部消隐电路消除了同粪D的外掬跹低通滤波网 c络。

为利用 L 5 2控制器正确设计/ F X16 t C变换器， P

首先要了解 I c的电气参数和推荐工作条件。L 5 2的主要极限参数如表 2 X16。表 3示出了 L 5 2的推荐工作条件。 X16L 5 2的启动门限电压典型值是 l .v,滞后 X16 31

电流驱动逻辑输入。升压电感器的第二绕组在电感器中电 5 B T 流过零时的回扫电压经一支取流电阻被该瓣检测。该瓣盘}

电压为 5 2。启动电流典型值仅

2 9 A,大值为 .v 0/最￣ 3 0 A。电源工作电流典型值是 6 A,最大值为 0t￣ m 8 A。C内基准电压为 2 5 ( .% )误差放大器输 m I .V 15。入偏置电流典型值是 5 T大信号开环电压增益是 01 A,

于低电平时，J为高电平， 7!外接M吣唧导通。7 0 T U P wM输出。直接驱动外接功率M0 H玎。 s

S 51 G3 6A等有重要的创新。因此，X16于第二代有源功 L 52属率因数校正 ( P C控制器 I。L 5 2仅可在荧光灯交流 A F) C X16不电子镇流器中用作设计 A F P C预调节器，而且也可在 30 0 W以下的 A C—D c变换器中用作 A F P C电路的控制器。

6d输出电压范围是 12—3 8乘法器 M1入电压范围 0 B, . _v。输是 0~2 v,M2输入电压范围是 v一 (哪+ 1眦 v )v,即 25—3 5乘法器最大输出电压典型值是 12 V。 . .v。 .4电流检测 P比较器输入偏置电流为一1 A,电流检测到输出延州—1

8n。 L 52采用 8脚双列 M和 D封装，引脚如图 6所时典型值是 20 s过零电流检测器输入电压门限值是 X16 M{ 19年 4电子产晶堆修与制作 98月

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诅针与纠碑

工作原理进行简单分析。裹2 .l m￣主要极限参数 t s x参电源电压 c ) 峰值驱动输出电赢

经全渡整流的交流电压被电阻分压器采样通过 3输脚单位V m A V V

数

额定值一0 3 8 .—2±50 0一03—6 . 一03—6

入乘法器 P C升压式变换器的 D AF C输出电压取样后经 1脚输入到误差放大器的反相输入端。乘法器的输出电压则正比于交流经整流的电压 M1误差放大器的输出 M2的乘和

误差放大器、乘法器、电流检测P WM比较嚣输^电压过零电流检撼器辖^电压

积。外接功率 M SE O FT的源极串联电阻将漏极的升压电感器 L的峰值电流取样， 4 ( s 输入比较器，以乘 1由脚 c )井法器输出电压作参考 . 4脚上电压达到门限值后 .W比当 PM较器将停止驱动 M SE O F T的栅极 .复位 P M闩锁。井 W在开关

关断时，电感器中贮存的能量释放 .过升压二极管 ( 1通 VD )贮存在输出电容器中。此过程中，电感器电流产生下降斜坡，电流达到零电平时， D1止导通。电感器残余的能当 V停量和 M SE O F T的漏源问电容形成 L c槽路，使漏极电压谐振于L c槽路的频率上谐振电压通过电感器的次级绕组检测， 5脚 ( L)动消臆电路，位闩锁 . 7脚 ( U输经 Ir启 V"置在 O T)出F WM脉冲，动 M S E驱 O F T导通，启动下一周期再次开始。 在没有电流的间隙工作于断续模式。在交流电压全桥整流的整个周期内，电感器电流如图 5所示 .的高频成份它被全桥整流器输出端的小电容 ( W滤波，而产生一十与 1 F)从

最高结温贮存温度范围

lo 5一6—10 5 5

℃℃

引线温度(焊锡 .0 ) 1 秒

3∞

℃

囊3 x删 L 1

推荐工作条件

16-19输入电流典型值是一02 A, . V, .W最大值是 1t . t A。驱交流输入电压同相位的正弦波输入电流，其峰值为峰值电 X16动输出级输出高电压为 9,出低电压为 O8输出上升感器电流的一半。I 52的作用就是迫使桥式整流二极管 V输 .V,几 8。 .从而抑制了输入电流渡形时间是 1O .下降时间为 5 m,大输出电压 ( 3r. e 0最在=2V的导通角增大 (乎等于 10 ) 0失真，将系统功率因数由通常的 06左右提高到 09 .、 9以上下 ) 1V。为 5的水平。

五 L 52功能简述 X16结舍圉 2所示的 I 52的方框图，对的功能及其 X16现

AF P C升压变换器直流输出电压的调整由 I的误差 c内放大器实现。直流输出电压通过电阻分压取样经 1脚输至误差放大器的反相输入端，与 2 5 .V的基准电压比较后产生一

十误差电压 .控

制乘法器输出的幅值，调节峰值电感器电流正比于

负载和线电压变化 .而在变换器从输出端获得一个高度稳定的直流电压。当电子镇流器采用了 A F电 PC路后，由于镇流器的直流电压不随交流市电电压波动可以保证灯功

率不变，输出稳光定 .长了荧光

灯延的使用寿命。囵 图7 f

5 L LI ON C 6 E E 'R I SDE I N&￣ ' SG

C TO A I N A mL 19 P 98

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