大功率紫外线消毒灯杀菌灯镇流器有源功率因数校正电路的设计

大功率紫外线消毒灯杀菌灯镇流器有源功率因数校正电路的设计

传统整流电路的电流畸变会导致低功率因数，各国的H业标准对电流失真而造成的 低功率因数做出了严格的规定。本节讨论的电路是专门设计的电子镇流器用低成本高功 率因数校正(PFC)电路.该有源谐波滤波器电路釆用TDA4863控制器芯片，可以有效抑 制常规整流电路中电容器脉冲充电时的谐波电流。所得到的功率因数接近1,而且输出 端的电压波动可以有效地得到补偿。为了提高效率，电路釆用第三代CoolMOS作为电 力开关，它具有最低的单位面积导通电阻。最后设计完成的完整电路如图2.10所示。

图2.10 TDA4863构成的功率因数校正电路 Fig. 2,10 Power factor correction circuit with TDA4863

所设计的电路由以下几部分组成；

① .市电输入

交流输入部分包括用作过流保护的输入保险丝即 扼流圈Li、X₂,电容器G和C2 以及丫电容器CYi和CY2用作射频传导干扰抑制器。氐和C2过滤高频电流纹波。

② .功率级一升压型PFC转换器

桥式整流器B%之后，是由Lj、Qi、Di和G构成的升压型PFC转换器。第三代 CoolMOS SPPQ8N5QC3用作电压开关Q,得益于其较低的导通电阻、小巧的散热器能 够满足散热要求。输出电容器C2提供能量缓冲，将输出电压纹波（100Hz）降至可接受 的水平。

③ .电流检测

零电流探测器通过一个辅助线圈感应电感器电流，并确保下一次当电感器电流达到 零时立即启动MOSFETe这样可以将升压型变换器二极管的反向恢复损失降至最低。IC 供电由辅助线圈提供，并通过C8和C9进行过滤和缓冲。电阻器％用于抑制IC电源的 电流。IC供电也使用了由D3、R2和C7组成的电荷泵电路，适用于宽范围交流输入的状 况。ZDi用于使IC电源电压限制在工作范围内。

外接电阻Rs和R8A检测MOSFET电流。检测电压输入TDA4863脚④，并与内部 控制电压进行比较，从而实现PWM控制。

④ .升压型变换器的PWM控制

借助8管脚DCM PFCIC TDA4863实现PWM控制。由R&、R^a、R₆b和R7构成的 分压器检测输出电压。补偿网络Cm、Cm R9构成误差电压放大器的外部电路。该电路 允许根据不同的负载状况调节回馈，从而实现稳定的控制。为了不对100Hz纹波作出反 应，因此环路补偿后的带宽较低。误差电压放大器的输出电压传输至内部乘法器与正弦 波检测信号相乘。乘法器输出作为峰值电流模式PWM控制的内部控制电压。当检测的 峰值电流超过控制电压时，门极关闭.

⑤ .门极驱动输出

IC输出门极驱动是一种快速的推拉输出电路门极驱动，专门设计用于驱动大型 MOS晶体管。利用门极驱动电阻器R5来抑制门极脉冲电流，并驱动MOSFET实现快速 开关.

®.保护特性

由于PFC电路固有的低带宽特性,因此不能在足够的时间内完成对输出电压的快速 调节。在初始启动、突然取消负荷或输出产生电弧火花时，输出将出现快速变动。此IC 独特的输出过电压保护是通过感应流入IC针脚②VAOUT的电流而实现的。如果该电流 超出了内部确定的限值（通常为40HA）,那么过电压调节电路将被激活，并降低倍增 器输出电压。从而缩短了 MOSFET的导通时间和输岀过电压保护。

而当VCC电压低于最低电压切断阈值V”成时（通常为10V） , IC将关闭，从而实 现IC电源欠电压切断。门极驱动将从内部降至低电平，以维持关闭状态。VCC重新充 电，准备自动重启，从而实现了】C电源的欠电压切断。