PFC及UVP線路

2020/03/03
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我們常見的保護線路除了 OCP 和 OVP 以外,還有 UVP 也是我們必須了解的一個線路,欠壓保護(UVP)線路主要作用就是保護電源輸入電壓過低時由于振蕩不足導致電源元器件損壞。線路架構如下圖所示:

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從上圖我們可以看到,取樣電壓取自整流濾波后的直流 DC 電壓,然后分為兩路,一路經(jīng) R1、R2、R3、R4 分壓后提供給比較器的第 3 腳,當 3 腳的取樣電壓高于 2 腳的基準電壓后,比較器輸出腳第 1 腳輸出高電平去控制主控制器,關斷控制器,電源停止工作,這個就是我們之前所說的輸入過壓保護線路。
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另一路經(jīng) R7、R8、R9、R10 分壓后提供給比較器的第 6 腳,當 6 腳取樣電壓低于 5 腳基準電壓,比較器 7 腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出,這個就是欠壓保護線路。
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從上圖中,我們可以很容易的發(fā)現(xiàn):欠壓和過壓線路的工作原理其實大同小異,都是利用比較器的同名端電壓高于異名端時,輸出腳位輸出高電平的原理。而過壓和欠壓的主要區(qū)別就是在輸入電壓提供給比較器的腳位是在同名端還是異名端。
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除了基本的保護線路以外,我們還應該注意功率校正 PFC 這個因素。?
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PFC 線路也稱為功率因數(shù)校正線路,其主要作用是對輸入電流波形進行整型,使其波形狀態(tài)無限接近于輸入電壓的波形。
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功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。所以功率因素可以衡量電力被有效利用的程度,當功率因素值越大,代表其電力利用率越高,雖然目前的技術可以做到無限接近于 100%,但是根據(jù)能量守恒定律,我們可以知道還是無法達到 100%,因為開關電源是一種電容輸入型電路,其電流和電壓之間的相位差會造成交換功率的損失。
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下圖為比較常見的 PFC 線路:

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輸入電壓經(jīng) L1、L2、L3 等組成的 EMI 濾波器,經(jīng)過整流器后,其中一路輸送給 PFC 電感 L4,另一路經(jīng) R1、R2 分壓后送入 PFC 控制器作為輸入電壓的取樣,主要作用就是調整控制信號占空比,也可以理解為是為了改變 Q1 的導通和關斷時間,穩(wěn)定 PFC 輸出電壓。L4 作為儲能元器件,唯一的作用就是在 Q1 導通時儲存能量,在 Q1 關斷時施放能量。D1 是啟動二極管。D2 是 PFC 整流二極管,C6、C7 為輸出濾波電容。輸出電壓經(jīng)過 R3 和 R4 分壓后送入 PFC 控制器作為 PFC 輸出電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,穩(wěn)定 PFC 輸出電壓。

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公眾號開關電源解析主筆,開關電源工程師,從事電源行業(yè)8年,擅長高功率工業(yè)電源的設計調試,主要關注領域為集成電路,數(shù)字電路,人工智能電源等等,目前專注于手機充電器和液晶顯示器的領域,希望分享自己的電源知識,為想要從事電源行業(yè)的人才提供一個敲門磚。