峰值（临界）电流控制模式的单相PFC

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之前有做一款基于L6562控制的PFC+基于L6599控制的半桥LLC通信电源，此次主要讲一下PFC部分的设计。L6562采用的是峰值（临界）电流控制模式，下面分两部分来介绍临界电流模式的PFC。

1. 临界电流模式（TM）下APFC的工作原理

      TM单相Boost型PFC变换器详细结构如图1-1所示，输入交流电压V_s经过全桥整流后获得直流电压V_d，经过电阻分压后得到一个馒头形波形信号V_d1，用于控制电感电流的波形。将参考电压V_ref和输出电压V_o的反馈信号在电压调节器（VA）中进行误差计算，VA输出I_SM反映了PFC变换器需要向负载输出功率的大小。通过乘法器MP,将VA输出的近似直流信号I_SM与馒头形波形相乘，乘法器输出的包络I_ref作为电流比较器（CA）的同相输入端，I_ref是电流检测端的参考波形，使得检测电流跟踪电网瞬时电压波形变化，在实现功率因素校正的同时，使得输出电压也达到稳定值，电路整体原理图如图1-1所示。

    电流控制环采用峰值电流控制，电流传感器测得的开关管的电流，一旦达到电流参考信号I_ref，电流比较器（CA）反转，复位RS锁存器，关断开关管。于是Boost型变换器进入电感电流通过输出二极管向负载传递能量的阶段，随着时间的推移，电感中的磁能逐步减小，最后电感电流减小到零。一旦电感电流到零值时，过零检测电路就发生一个脉冲信号，置位RS触发器，于是再次开通开关管，电路进入一个新的开关周期。通过在Boost型电感上增加一个辅助绕组，用于电感电流过零检测（ZCD）。

      Boost变换器工作在TM下，电感电流呈三角波波形，电感电流平均值的波形近似为正弦波，并且与输入电压同相位，达到了功率因数校正的目的，见图1-2所示。

2. 临界电流模式（TM）下升压电感的设计

      TM模式下开关频率在一个周期内都是变换的，变频控制最关键的在于对升压电感的设计，设计一款合适的升压电感也就意味着PFC的设计成功了一半，下面从最基本的电感/电容方程来推导设计步骤，由于推导公式不能粘贴处理，以图片的形式上传。

经过上面的推导可以得出几条结论：

1. 输出电压不宜选的太低。提高输出电压，开关频率变换范围小，有利于输出滤波。

2. 功率器件需要更大的电流应力，导通损耗增加。

3. 弄清楚最恶劣的情况，选择在最恶劣的情况下设计电感。使得在整个工作范围内都能安全工作，不至于磁通密度饱和。

推导1：

推导2：

图1-1 临界电流模式Boost型PFC变换器原理图

图1-2 TM模式下各电流波形