2 FAN7528的电路特点

　　2.1 如图1所示，FAN7528N DIP8封装，也有SMD封装（FAN7528M），内部含有自启动定时器，正交倍增器，零电流检测器，图腾柱驱动输出、过压、过流、欠压保护等电路。

　　2.2 FAN7528 PFC控制芯片的性能特点

　　该芯片的最大特点是采用零电流导通变频控制模式，其它性能特点如下：

　　«内置启动定时电路；

　　«内置R/C滤波器，可省掉外部R/C；

　　«过压及欠压比较器；

　　«零电流检测器；

　　«单象限乘法器；

　　«1.5％的内部可调整的带宽；

　　«低启动电流及低工作电流

　　FAN7528是一个引脚简单，高性能的有源功率因数校正芯片。它是被优化的，稳定的，低功耗，高密度的电源芯片，且外围元器件少，节省了PCB布线空间。内置R/C滤波器，抗干扰能力强，对抑制轻载漂移现象增加了特殊电路。对辅助电源范围不要求，输出图腾驱动电路限制了功率MOSFET短路的危险，极大地提高了系统的可靠性。

　　3 有源功率因数校正原­理设计

　　3.1如图2所示控制芯片采用FAN7528，功率MOSFET Q1的通、断受控于FAN7528N的零点流检测器，当零电流检测器中的电流降为零时，即升压二极管D1中的电流为零时，Q1导通，此时的电感L开始储能，电流控制波形如图3所示，这种零电流控制模式有以下优点：

　　«由于储能电感中的电流为零时，Q1才能导通，这样就大大减少了MOSFET的开关应力和损耗，同时对升压二极管的恢复时间没有严格的要求，另一方面免除了由于二极管恢复时间过长引起的开关损耗，增加了开关管的可靠性。

　　«由于开关管的驱动脉冲时间无死区，所以输入电流是连续的并呈正弦波，这样大大提高了系统的功率因数。

　　3.2 应用设计举例

　　技术要求：

　　«输入电网电压范围：AC90V-265V

　　«输出直流电压： DC400V

　　«输出功率：150W

　　PFC电感的设计

　　确定磁芯的型号

　　磁芯选用：EI40材料：PC40(AL=4860±25%)nH/N2

　　输出功率：P0=V0I0式中V0为输出电压，I0为输出电流

　　计算电感的峰值电流Ipk(η1=0.98)

　　Ipk=2V0I0/(η1×Vin(peak))，将输入电压Vin=85V，264V分别代入求得，

　　Ipk1=2.71A，Ipk2=0.87A

　　计算电感的电感量L(设定最小开关频率fsw(min)=33kHz)

　　L=η1/(4 fsw(min)V0I0(1/V2in(peak)+1/ (Vin(peak)( V0- Vin(peak))))，将Vin=85V，IVin=264V分别代入上式求得，L1=560μH，L2=530μH，实际取L=535︿550μH电感的电气原理图：如图４所示

　　升压MOSFET的选择：

　　计算流过MOSFET的最大有效值电流IQrms

　　IQrms=2√2 V0I0(max)/(η1×Vin(LL))×(1/6-4√2 Vin(LL)/(9π×V0))1/2

　　代入相关数值得，IQrms=0.955A

　　故流过MOSFET的峰值电流取为Ipk=1.2×IQrms=1.15A

　　计算MOSFET所承受的最大反向电压VDS(max)

　　VDS(max)=1.2×264×√2=450V

　　确定MOSFET的规格型号

　　根据Ipk、VDS(max)及降低功耗的Ô­则，选用Fairchild的MOSFET,其型号及技术指标如下：

　　FQP13N50，VDSS=500V，ID=12.5A，RDS(on)=0.43Ω，PD=170WTO-3P

　　升压二极管的选择：

　　计算流过二极管的平均电流IDavg

　　IDavg=I0(max)=0.4075A

　　故流过二极管的峰值电流取为Ipk=1.2×I0(max)=0.489A

　　计算二极管的最大反向电压VR(max)

　　VR(max)=1.2×V0=480V

　　确定二极管的规格型号

　　根据Ipk、VR(max)，选用IXYS的HiPerFREDTM二极管，其型号及技术指标如下：

　　DSEP 6-06AS，VRRM=600V，IFAV=6A，Ptot=55W，TO-252 A

　　整流桥的选择

　　计算整流桥所承受的最大反向电压VR(max)

　　VR(max)=√2×Vin(max)=375V

　　计算流过整流桥的有效电流Irms

　　Irms=Pin/V(in-max)rms=1.36A

　　故流过整流桥的最大电流值：1.4×Irms=1.90A

　　确定整流桥的规格型号

　　根据上述条件选用RECTRON的整流桥，其规格型号及技术指标如下：

　　RS406L，VRRM=600V，6A

　　其它参数按常规APFC，参照FAN7527使用说明，此处略。

　　如图５所示FAN7528N在APFC前置变换器中的应用电路

　　4 使用FAN7528的问题及解决方法

　　«PFC中的自举二极管速度越快越好；

　　«注意MOSFET的源极与地线的连接，减少谐振的发生；

　　«PFC升压后高压电容的容量要够，尽量采用标准值；

　　«整流桥后的金属化薄膜电容调整可以改变谐振；

　　«FAN7528的1脚和3脚之间加R/C，适当调整参数可以减少轻载不稳定；

　　«FAN7528的1脚和2脚之间的电容值影向启动时间；

　　«该芯片在使用中发现，有很多优点，也有缺点。

　　5 结语

　　该设计¾­多次反复试验，PFC升压电感参数调整，及其它外围参数设计试验确定，功率MOSFET等器件的计算，已成功设计出150W升压前置变换器，且后级设计DC-DC，已成功用于24VDC/5A输出，120W功率因数校正开关电源，功率因数高达0.998,整机效率高达88%。

　　按照此方案还可以设计出200W-300W功率电源。实践证明该方案是可行的，有一定的应用价值。