工作原理:
NCL2801旨在控制高功率因數(shù)升壓轉(zhuǎn)換器。有關(guān)升壓轉(zhuǎn)換器操作的一般信息可以在其他文獻(xiàn)中找到。該描述將集中于已經(jīng)優(yōu)化以提供非常低的THDi和高效率的方面。該電路在高負(fù)載下以臨界導(dǎo)通模式(CrM)工作,并通過強(qiáng)制死區(qū)時(shí)間在較輕負(fù)載下轉(zhuǎn)換到不連續(xù)模式。這種創(chuàng)新的Valley Count頻率折返方法可降低開關(guān)頻率,同時(shí)保留傳統(tǒng)CrM操作的優(yōu)勢。下一個(gè)開關(guān)周期的開始時(shí)間是在退磁結(jié)束后振蕩的功率MOSFET漏極電壓,通過在谷底切換來提高效率。即使開關(guān)頻率降低,內(nèi)部電路也允許接近單位功率因數(shù)。引入延遲會(huì)降低開關(guān)頻率,并可在某些負(fù)載條件下提高效率。與基于電壓模式控制的典型CrM升壓轉(zhuǎn)換器不同,NCL2801采用電流模式控制,可提供更精確的操作。需要乘法器來調(diào)節(jié)輸入電流波形的包絡(luò)。
這個(gè)IC采用新穎的乘法器設(shè)計(jì),可在較寬的功率范圍內(nèi)提供極低的輸入電流THDi。將偏移引入乘法器的輸出以補(bǔ)償該過程的非理想性質(zhì)。此功能可保持正弦輸入電流波形,尤其是在所施加輸入的過零點(diǎn)附近。
線路前饋補(bǔ)償調(diào)節(jié)控制器的增益,以改善寬范圍控制。增益在高輸入電壓時(shí)降低,在施加的電壓降至較低水平時(shí)增加。該增益變化將誤差放大器或VCTR的輸出保持在遠(yuǎn)離低電平噪聲和高電平限幅的更理想的操作范圍內(nèi)。
增益變化發(fā)生在150和180 V ac之間的未使用輸入電壓帶中。當(dāng)施加的電壓通過該范圍時(shí),通過監(jiān)視VCTR可清楚地看到該變化。在典型的全局電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),范圍變化無效。高功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器使用低環(huán)路帶寬來維持高PF和低THDi性能。因此,對(duì)輸入電壓或輸出負(fù)載變化的響應(yīng)通常很慢并且與調(diào)節(jié)值的偏差很大。NCL2801具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)器(DRE),可快速將控制回路恢復(fù)到所需范圍,以響應(yīng)功率變化。
即使在極端0到100%的負(fù)載變化期間,DRE也能保持輸出電壓。DRE功能在初始啟動(dòng)期間也有效,以加快輸出電容充電過程。該DRE功能允許使用更小和更低成本的輸出電容器來代替通常用于減輕負(fù)載變化影響的較大值。
此版本的NCL2801中包含兩個(gè)過壓保護(hù)(OVP)功能。第一個(gè)OVP以標(biāo)稱輸出電壓的105%激活,并逐漸將導(dǎo)通時(shí)間減少到零。這在一段時(shí)間內(nèi)逐漸減少了功率處理,避免了對(duì)輸出電壓的不穩(wěn)定控制。此功能通常管理諸如施加電壓或負(fù)載的快速變化之類的事件。如果輸出電壓繼續(xù)上升到標(biāo)稱值的107%,則第二個(gè)OVP功能會(huì)停止所有開關(guān)以避免失控情況。當(dāng)輸出電壓恢復(fù)正常時(shí),開關(guān)恢復(fù)。在初始啟動(dòng)期間可以觀察到OVP功能,并且可以大幅減少輸出負(fù)載。CS引腳將開關(guān)電流鏈接到升壓控制功能。該引腳還可逐周期提供過流保護(hù)。編程功能也由CS引腳管理。在初始上電時(shí),NCL2801通過CS引腳輸出電流,以讀取電路板上的電阻。查找表將測量的電阻鏈接到六個(gè)級(jí)別之一。低于50 _標(biāo)稱值的電阻被解釋為短路引腳或裝配故障,這會(huì)使轉(zhuǎn)換器停止工作。150,330,620和1 k_的標(biāo)稱阻抗與確定控制功能何時(shí)從CrM變?yōu)镈CM操作的四個(gè)閾值之一相關(guān)聯(lián)。
大于約1.3kohm標(biāo)稱的電阻測量被認(rèn)為是開路或組裝故障,其使轉(zhuǎn)換器失效。此功能可以輕松配置操作模式并檢測電路板上的故障。此EVB配有150ohm,可調(diào)用最低的CrM toDCM閾值。
引腳說明:
FB Pin
反饋引腳是幾個(gè)基本功能的輸入。每個(gè)將在以下部分中描述。電壓調(diào)節(jié)反饋引腳將來自PFC輸出電阻分壓器的電壓耦合到誤差放大器,在此與內(nèi)部2.5 V(nom)參考電壓進(jìn)行比較,并產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)以維持電壓調(diào)節(jié)。
一個(gè)小電容用于過濾高頻噪聲。
欠壓保護(hù)在控制器進(jìn)入激活模式之前,F(xiàn)B引腳需要最小電壓。這確保了輸出分壓器的完整性,從而避免不受控制操作。
電壓要求高于VUVPH閾值,通常為450 mV。過壓保護(hù)通過反饋引腳監(jiān)控兩級(jí)OVP。第一級(jí)提供漸進(jìn)保護(hù),而第二級(jí)防止第一級(jí)響應(yīng)變得太慢時(shí)會(huì)造成損害。第二個(gè)OVP停止DRV脈沖,直到輸出電壓返回到標(biāo)稱電平。
VCTRL Pin
該引腳提供跨導(dǎo)誤差放大器輸出。連接在該引腳和地之間的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)路帶寬。該信號(hào)不適用于任何外部控制。
MULT Pin
1.控制功能
該引腳連接到電阻分壓器,以接收按比例縮小的整流電源電壓。一個(gè)小電容用于過濾高頻噪聲。正確的操作依賴于該信號(hào),準(zhǔn)確地表示所施加的輸入電壓。
2.線前饋
將輸入電壓平均并與參考控制算法的設(shè)定增益進(jìn)行比較。通過優(yōu)化VCTRL上的電壓范圍,線路范圍變化可顯著提高THDi性能。
3.Brown out 控制
具有遲滯的比較器通過電阻分壓器監(jiān)視輸入電壓,并禁止EVB上的操作,直到電壓超過~85 V ac。如果輸入電壓低于~80 V ac,DRV信號(hào)將停止。
CS Pin
1.電流模式控制
MOSFET電流信息通過該引腳輸入。控制功能依賴于精確的逐周期電流信息。因此,該引腳通常不需要任何濾波。
2.CrM - DCM閾值
當(dāng)首次施加Vcc偏置功率時(shí),控制器監(jiān)視CS引腳上的電壓,以響應(yīng)提供精確電流的內(nèi)部電流源。測得的電壓識(shí)別CS引腳和MOSFET電流檢測電阻之間的電路板上的電阻。設(shè)置四個(gè)操作箱中的一個(gè)以確定從CrM轉(zhuǎn)換到DCM或谷值計(jì)數(shù)頻率折返模式所需的VCTRL電壓。
ZCD Pin
該引腳檢測升壓電感的輔助繞組上的電壓。當(dāng)實(shí)現(xiàn)零電流或退磁時(shí),啟動(dòng)新的開關(guān)周期。此信號(hào)還用于Valley Count Frequency Foldback,以使DRV信號(hào)與功率MOSFET漏極電壓谷底同步。在局部最小值切換可提高效率。ZCD引腳和輔助引腳之間的串聯(lián)電阻繞組限制通過引腳的電流。
GND
這是控制器的接地或返回參考引腳。
DRV Pin
通過合適的網(wǎng)絡(luò)將DRV引腳連接到MOSFET的柵極。通過一系列電阻和二極管修改開關(guān)時(shí)間,以優(yōu)化二極管恢復(fù)和電磁干擾的操作。
Vcc Pin
該引腳為芯片的供電腳。