UC3854功率因数修正.pdf

UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design Application Note UC3854 控制之功率因數修正器電路設計 PHILIP C. TODD 摘要 這個應用手冊說明功率因數修正的概念與它的升壓型前端調節器的設計。本手冊包含了功率因數修正的重要規 格、升壓型轉換器的功率電路設計與控制此一轉換器的 UC3854 積體電路說明。本文將提供完整的設計過程， 同時說明了設計過程中所必須進行的斟酌與考量。本文所提到的設計流程適用於 UC3854A/B 以及 UC3854 。您 可以參考 Unitrod 公司所出品的設計手冊 DN-39 以了解某些本文未提到的主題 。雖然本文沒有討論到這些部分， 但是在進行設計時還是必須考量這些部分的。本篇應用手冊是用以作為取代應用手冊 U-125 使用 UC3854 的功 率因數修正器之用。 前言 主動式功因修正器的主要功能就是使電源供應器的輸 入功因修正為 1.0，即使得電源供應器把功因修正器的 電壓與電流間的相角差也反映出虛功率的大小。如果 輸入端視為一個電阻。而主動式功因修正器主要是利 負載的電抗只佔負載阻抗的一小部份，則相位差將會 用電流的響應隨著電壓的變化而跟著增大與減小的方 很小。當輸入端因前饋信號或控制迴路造成相移時， 式來完成這個功能。當電壓與電流間的變動比為一個 主動式功因修正器可對輸入電流產生一個相位修正的 定值時，輸入端將呈現電阻性且此時的功率因數將達 效果。此外，交流側的線電流濾波器也可能會造成相 到 1.0。若這個變動比不再是一個定值，則輸入的波形 位移。 將會產生相位差或諧波失真，而這些變化將會降低功 率因數。 諧波失真率反映出主動式功因修正器輸入阻抗中的非 一般對功率因數的定義是實功率與視在功率間的比 線性成分。任何輸入阻抗的變動（以輸入電壓的函數 呈現）將會造成輸入電流的諧波失真，而此諧波失真 例，即 也是造成低功率因數的原因之一。諧波失真將會造成 P 是輸入功率的實功率， Vrms 與 Irms 是負載的電壓 輸入電流均方根值的增加，但不會增加輸入的功率。 與電流均方根值，也就是文中所提到的功因修正器輸 也因此一個非線性的負載將會造成不好的功率因數， 入電壓與電流均方根值。若負載是一個純電阻，則實 其原因是系統需要輸入較高的電流但總輸出功率卻很 功率與電壓電流均方根值的乘積將會是相同的，且此 低。如果非線性的成分較小的話，則諧波失真也會相 時的功率將會是 1.0 ；若負載不是一個純電阻，則功因 對的減小。主動式功因修正器的失真主要有幾個生成 將會低於 1.0 。 的原因：前饋信號、回授控制的閉迴路、輸出電容、 相移量的大小主要是反應了主動式功因修正器的輸入 系統電感及輸入的橋式整流器。 電抗大小，任何像是電感或電容的電抗皆會造成輸入 電流相對於輸入電壓的相位改變。電壓電流間的相位 差也是一種功率因數典型的定義，即功率因數等於電 壓與電流相角差的餘弦函數 1 TI UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design