在小功率电源或充电器中,电网交流电通常直接经过二极管不控整流实现交流转直流的目的。但其输入电流只有在交流侧电压超过直流侧电压才会产生,波形如图1(a)中Ig所示,因此功率因数(Power Factor,PF)不高,而且电流谐波高达150%以上。在小功率应用中,该电流对大电网影响常被忽略,但是当负载功率较大时,它将导致电网电压畸变,频率漂移,电压跌落等,严重影响其他用电设备正常工作。

为此国家出台了谐波电流限制规范要求(如EN61000-3-2、GB17625.1-2022),来限制大功率开关电源对电网的谐波污染。通常在大于80W的电源设计中就需要加入功率因数校正(Power Factpr Correction,PFC)环节,使得输入电网电流如图1(b)所示。
PF=0.999千瓦级交错并联PFC控制器--锴威特CSV6070
CSV6070 是一款先进的功率因数校正(PFC)控制器,集成了两个180°异相工作的脉宽调制器。这种交错的PWM工作模式大大减少输入和输出纹波电流,易于增强抗EMI能力,且成本更低。独特的乘法器结构为两个独立的电流放大器提供相同的参考电流基准,确保两个PWM输出都工作在平均电流模式下,同时保持稳定的、低失真的正弦输入线电流。
CSV6070 包含多项创新,包括电流合成和量化电压前馈,以提升PF值、效率、瞬态响应,并降低THD。频率抖动、时钟同步和电压运放速率校正等特性进一步提升了芯片性能。
CSV6070 还包含多种保护功能:输出过电压检测,可调节峰值限流,欠压关断和开环保护等。
锴威特最新推出的交错连续导通模式功率因数校正芯片CSV6070,为大功率交流转直流开关电源提供了完美的功率因数校正解决方案。该芯片包含多项创新技术,主要功能包括:
(1)交错并联控制,与单相PFC相比可以减少输入电流纹波,减少电感总体积,提高效率, 同时可多芯片并联;
(2)增加了电流合成和量化电压前馈功能,以提升PF值、 效率、 瞬态响应,并降低THD;
(3)包含多种保护功能:输出过电压检测、输入浪涌保护、可调节峰值限流、欠压关断和开路保护等。
CSV6070是国产化PFC模拟方案中可覆盖千瓦级别的领跑者。可被广泛应用于电动车车载充电器OBC(On-Board Charger),家用电器,中大功率照明,通信/服务器电源等领域。
CSV6070应用框图和DEMO:
在功率较大PFC解决方案中,会经常使用交错架构。CSV6070可同时控制两相PFC电路,通过相移控制实现了PFC输入电流纹波减弱的同时,完成了功率扩展。应用框图如下:


图4 1.5kW CSV6070应用Demo
CSV6070芯片特点:
●先进的内部电流合成器
●高线性乘法器输出与内部量化电压前馈校正
●可编程峰值电流限制
●频率可调30kHz-300kHz
●可同步外部时钟
●可调软起动
●可实现频率抖动以减小EMI
●可对电压比较器的输出压摆率校正
●量化前馈(QVFF)功能
●欠压保护、过压保护、开路保护和过温保护
●SOP20/TSSOP20/QFN5×5-20L
CSV6070性能测试结果:

效率曲线

功率因数曲线


电源/负载调整率

启动波形(10ms/div)

1.5kW满功率稳态波形(PF=0.999,THD<5%)

稳态交错并联电流波形

负载跳变波形
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