窝也撸了一个无桥PFC_大家进来喵一喵w

咳咳，今天调3846的12V100A开关电源各种抽，纠结一天最后发现是驱动部分的问题，明天继续坑。。。

借着郁闷的时间顺便把1个月前做的无桥APFC方案给大家看看。

无桥PFC取消了整流桥所以能降低一些损耗，尤其是在低压输入情况下，不过这种拓扑会带来难以解决的EMI问题。

窝经过思考又计划制作另一款PFC（拓扑名图腾柱PFC），采用2个IGBT和1个工频整流桥也能实现相同的功能，而且成本更低，EMI问题更小，已经在设计阶段，图纸过段时间发出来给大家看，下面先介绍窝已经成功了的第一版无桥PFC。

本人为刚大二的学生水平有限，各位高手轻喷啊

实物图和带2.4kw负载的图片：

带800w载输入234VAC时 PF有0.997

带60w载输入236VAC时 PF有0.863

设计指标输入85-265VAC，输出400VDC，最大输出功率1.5kw，在85V输入时也达到1.5kw

窝选择UCC28019作为核心控制芯片，这是一款单周期平均电流控制的PFC芯片，单周期控制技术只需要采样输入电流和输出电压即可完成PFC功能，传统的CCM模式的PFC芯片需要额外采样输入电压的瞬时值和有效值，这俩在无桥PFC中很难直接采样。因此单周期控制方案成为了首选。

UCC28019的开关频率为固定的65KHz，对于这个1.5kw级别的应用正好，是在电感体积和开关损耗之间的一个不错的平衡

芯片带有超压保护、开环保护、输入电压过低保护、过流保护、过热保护等功能

比较难攻克的地方就是电流采样，幸运的是ST公司的一片应用文档已经给出了不错的解决方案，在这里感谢他们！

图来自ST公司的AN1606文档

这里有L1和L2两个电感，L1对功率管电流进行采样，L2对二极管电流采样，合成之后便是含有高频成分的电感电流波形。

当AC上正下负的时候，当M2开启时L1b和次级传感了M2的电流，M2关闭之后L2则传感了二极管波形

当AC上负下正的时候，当M1开启时L1b和次级传感了M1的电流，M2关闭之后 L1a和L1b产生了相反的磁通，互相抵消，此时L2传感了二极管的电流波形

Q1的作用是为了防止L1的磁芯通过次级的二极管进行磁复位，防止输出的信号含有复位电流成分

由了这个检测方法，就可以准确的反应出电感电流的波形，从而提供给芯片进行功率因数校正

窝计算得到的电流采样电阻为0.018欧，因此互感器就采用1：260的，而次级的负载电阻为4.7欧，较高的互感器初次级比有助于抵消二极管的非线性影响。两个电流互感器用0.2的漆包线绕260圈，然后穿过粗漆包线制成，结构如下：

采用互感器之后，功率回路和信号回路更独立，因此得到的电流信号更纯净

主功率电感和UCC28019的反馈和补偿回路的设计与传统的有桥PFC完全一致，因此可以方便的采用TI公司提供的excel表格进行快速计算。

为了降低EMC问题，输出电感采用双绕组耦合工艺，圈数和传统PFC所需的一样，只不过分成两部分来绕：

窝的电感采用了1.8mm的漆包线绕制，因为是CCM的，所以高频电流成分很少，基本能按照工频标准选择线径

磁环采用90导磁率的77442

控制部分和功率部分的参数如下：

C401和C402用于提供高频回路并降低EMC问题

D407和D408用于在启动的时候给高压电容充电，防止电流冲击电感

继电器用于在PFC正常工作之后短路启动限流的NTC电阻，降低损耗

这是给控制电路供电的开关电源电路，AG_15V用于给软起动电路、同步整流控制电路和低压保护电路供电，电路采用了无光藕的形式，保证了AG_15V那路的输出稳定，反激变换器有交叉调整问题，为了保证PFC芯片得到稳定供电，IC102充当了稳压的作用。

下面介绍其他的一些控制电路

首先是低压保护功能，防止在电网电压过低时PFC输入过大电流而烧毁

这部分电路利用NE555的锁存和比较功能实现，需要结合NE555内部原理分析。输入的AC经过整流滤波后进行检测，当6脚电压大于5脚电压时输出变为低电平，光藕得电工作，AC_GOOD信号传递给PFC芯片使之开始工作，当IC201A的5脚小于5.2V之后，2脚电压变低，3脚输出高电平关闭光藕，此时PFC芯片被禁止工作以达到保护目的。