导语：本论文论述的基于L6562的Boost电路原理和仿真设计，主要从功率因数校正技术、l6562的电路设计等几个方面进行介绍，指出了它将促进开关电源和pfc技术的更快发展的作用。本论文由论文网硕士论文中心机械论文频道提供。
基于L6562的Boost电路原理和仿真设计
关键词：电源；boost；仿真；pfc；功率因数
摘要：为了使电源达到较高的功率因数，并且实现低成本、高性能，论文首先对电源所用到的boost电路进行仿真与计算，然后按照功率的要求，运用pfc技术，选择临界导电模式（crm），采用意法半导体公司推出的高功率因数控制芯片l6562，设计一款pfc电路，使其系统的功率因数达到0.95以上。
一、功率因数校正技术
近几年来，很多国家都提倡“绿色电源”，要求电源装置对电网的污染必须控制在一定的范围内，这主要包括谐波含量和功率因数。解决的办法就是在电源中加入功率因数校正（power factor correction，pfc）技术。
传统电源的基本模式是输入电路采用桥式整流，并且在输出端接滤波电容。虽然电路结构简单，但输入电流是峰值较高的尖峰电流，如图1所示。
图1 传统电源的输入电压与输入电流波形
这种带有尖峰的输入电流含有大量谐波，同时会在供、配电系统中引入谐波电流，导致额外的变压器、配电系统的损耗。所以，加入pfc电路是很有必要的。本文中的pfc电路是建立在boost基础之上，优点是可以使输入电流连续化，并且在整个输入电压的正弦周期内都可以进行调制，从而获得较高的功率因数。
二、boost电路原理与仿真
如图2所示，当开关管m1导通时，电流il流过电感线圈l1，在电感线圈未完全饱和前，电流逐渐增加，电能转化为磁能，储存在线圈中，感应电动势的极性为1正2负；
图2 boost电路仿真原理图
而当开关管m1关断时，由于线圈中的磁能改变了线圈l1两端感应电动势的极性，变为1负2正，以保持其电流il不突变。所以，线圈l1转化的感应电动势vl与电源vi串联，使得输出电压大于输入电压，达到升压效果。
电路仿真参数：pwm方波频率为25khz，振幅8v，上升沿时间为2us，下降沿时间为3us，脉冲宽度为15us。
图3 v2波形图
直流电源12v，电感70uh，开关管mosfet irf140，二极管mur1505，电容300uf，电阻5欧姆。
在开关管导通的时间里，电感电流的上升量是：
（2-1）
在开关管关断的时间里，电感电流的下降量是：
（2-2）
当达到稳态平衡时，这两个电流变化量应该相等， （2-3）
于是得到： （2-4）
根据电路参数vi为12v，d为0.375，可以由上述公式算出vout的理论值约为19.2v。
仿真结果：l1电感的电流波形如图4所示：
图4 电感l1的电流波形图
从图中可以看出电感上的电流先升高后回落，经过2.5ms后，基本稳定在6a左右。
输出电压波形如图5所示：
图5 输出电压vout的电压波形图
输出电压经过2.5ms后基本稳定在20v，达到理论的升压值。
利用boost电路实现高功率因数的原理就是使输入电流强制性的跟随输入电压，同时获得期望的输出电压。所以，控制电路所需的参数应该包括输入电压、输入电流及输出电压，通过调节脉冲方波的宽度使输入电流保持正弦的规律变化，达到高功率因数。
三、l6562的电路设计
采用了boost电路结构的高功率因数芯片l6562引脚功能如下：
1.inv（引脚1）：误差放大器的反向输入端。输出电压vout经分压后送回到该引脚。
2.comp（引脚2）：误差放大器的输出端。
3.mult（引脚3）：乘法器输入端。通过电阻分压，连到整流器的输出端，为芯片提供基准正弦电压。
4.cs（引脚4）：输入到pwm比较器。开关管的电流流过取样电阻，就在电阻上产生一定的电压降，该电压降与内部的正弦电压形成基准信号，与乘法器比较来决定开关管的开关状态。
5.zcd（引脚5）：升压电感去磁侦测输入端。
6.gnd（引脚6）：该引脚为芯片地。
7.gd（引脚7）：驱动输出。输出可以直接驱动开关管，同时该引脚的驱动电压被钳制在12v。
8.vcc（引脚8）：芯片的电源输入端。
图6 80w典型应用电路原理图
高频变压器的参数：初级线圈电感量为0.7mh，匝数105t；次级线圈11t，线径都为0.1mm。
根据上述原理图进行实验，测得结果pf值在0.95以上，基本满足电气要求。
四、结束语
随着能源危机的加剧，各国都开始重视并推广绿色能源，以此为代表的apfc也有了很大的发展。同时一些发达国家对相关的电源制定了强制性的标准，例如25w以上的照明电路，其功率因数必须在0.95以上，我国政府虽然还没有明确的法律条文，但产品的高功率因数、低污染、高效率，必将成为电源的主要技术指标。相信这将促进开关电源和pfc技术的更快发展。
参考文献：
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