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基于IC控制器FAN4810的500WPFC电源的设计

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 23:48:52

2.2.2.7 电压误差放大器补偿网络元件的选取

R7(R7A＋R7B＋R7C)和R8组成的电阻分压器，为电压调整环路提供反馈信号，并施加到FAN4810的脚15（FB）。电压误差放大器输出端（脚16）与地之间连接的R11，C8和R7，组成电压环路的补偿网络。

电压误差放大器的同相输入端，在内部连接25V的参考电压。推荐R8=2.37kΩ，流过R8的电流为

IR8=VREF/R8=2.5V/2.37kΩ=1.055mA

R7可利用式（12）计算。

R7≈(VBUS－VREF)/IR8 （12）

式中：VBUS=400V，为DC总线电压。

根据式（12）可得R7=376.78kΩ，可选取381kΩ，用3只127kΩ的电阻（R7A，R7B和R7C）相串联。

在电压误差放大器补偿网络中，电容C9主要用于衰减二次谐波。C9的容值可通过式（13）计算。

C9=1/(2π2finZEA(SH)] （13）

式中：fin为AC输入线路频率(50/60Hz)；

ZEA(SH)是在二次谐波频率上的电压误差放大器阻抗。
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在PFC变换器输出电容C5（330μF）上的二次谐波电压纹波经R7和R8组成的电阻分压器和FAN4810的脚15（VFB），反馈到电压误差放大器反相输入端（同相输入端为2.5V的参考电压）。电压误差放大器的输出电压范围从0.1V到6.7V，跨导gva=0.065mS，结合DC输出电压分压比R8/(R7＋R8)，可以计算出在二次谐波频率上误差放大器增益GEA(SH)=7.33。因此，可以计算出ZEA(SH)=GEA(SH)/0.065mS=112769Ω。将该数值和fin=60Hz代入式（13）得到C9=0.011μF，可选择0.01μF/50V的标准电容器。

飞兆（Fairchild）半导体公司建议FAN4810电压控制环路的跨越频率fc(v1)=30Hz，零点频率fv1(z)=3Hz。不难计算在跨越频率（30Hz）上电压误差放大器增益GEA(FC)=36.7，于是补偿网络中电阻R11的取值为

R11=[0.9GEA(FC)]/gva （14）

将GEA(FC)=36.7和gva=0.065mS代入式（14）得到R11=508.15kΩ，可选择510kΩ的标准电阻。

电容C8可通过式（15）计算。

C8=1/[2πfv1(z)R11] （15）

将fv1(z)=3Hz和R11=510kΩ代入式（15），得到C8=0.104μF，可选择0.1μF的标准值。

2.2.2.8 功率开关Q1和升压二极管D1的选择

Q1和D1的耐压至少是500V，以能安全承受400V的DC升压电压。由于通过升压电感器L1的最大峰值电流IL(MAX)=10.45A，故Q1和D1的峰值电流容量不能低于1045A。推荐升压二极管D1选用ISL9R1560P2，Q1选用FDH44N50，FQA28N50，FQA19N60等MOSFETs，或选用FGH40N6S2D，HGTG20N60A4D，FGK60N6S2D等IGBTs。
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3 实验结果

对于图2所示的PFC升压变换器电路，按设计结果选择元器件，焊接在PCB上经检查无误后，在AC输入端串接上AC250V/8A的保险丝F1。为安全起见，可在输出端（香蕉插头J3和J4）接100W的负载，并接一块DC电压表。在输入端（J1和J2）连接一个隔离可调的AC电源（通常为交流调压器），使AC输入电压从零缓慢增加到90V时，PFC变换器输出在5s之内应为DC（400±5）V。当断开AC输入时，输出电压应降至零。尔后，在PFC输出端接500W负载。

当负载从50W逐步增加到500W时，变换器效率和THD变化曲线如图3所示。图4为AC输入电流波形，图5为PFC变换器输入电压（经全波整流的AC线路电压）和DC输出电压纹波波形。

4 结语

采用带TrifaultDetectTM功能的连续模式平均电流型功率因数控制器FAN4810设计的500W

PFC升压变换器，工作稳定可靠，AC输入电流谐波被控制在IEC6100032标准限量之内，线路功率因数达0.99－0.995。

基于IC控制器FAN4810的500WPFC电源的设计

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