其中:Ik为k次谐波的有效值。

首先,芯片控制的是输入峰值电流的正弦化,而PF计算的是平均电流的正弦化,这里相差一个占空比D.公式为:

其中:ton、Lp、Vr在一个周期内恒定,所以

,并不是一个正弦,而是一个削顶的准正弦波形。这势必会影响一些PF值,这也就是峰值电流控制的芯片PF值始终不能达到1的根本原因。

接下来,由上面的逻辑框图可知,要保证乘法器的输出是一个良好的正弦波形,这个和三个因素有关:第一是Vcomp电容要足够大,才能滤去100Hz的工频纹波。但该电容也不能选择过大,否则会使得上电后抽取过多Vcs电容的能量而导致UVLO出现。选择过小,则会出现输入电流波形向前偏的现象,且该现象因为输入电压的升高而日趋严重。因为Vcomp上纹波大小不变,但稳态值变小,相应纹波所占比例越大。第二是整流桥后端电容Cin要足够小,才能保证良好的正弦波形。此外,电容过大的话,电容上的充放电电流会和原边电流叠加,也会使得输入电流向前偏。但Cin也不能太小,否则会使得输入电压的开关纹波变大。极端情况下,仅靠Cin已不足以维持一个开关周期的开通,而前端又有电感使得电流不能突变,从而导致输入电流波形紊乱。同时,过小的Cin也不利于对差模干扰的抑制。第三,乘法器要求有宽广的线性度。

上面解决的是cos?,而没有考虑THD的影响。首先,乘法器要有良好的THD;再次,开关频率要尽可能抬高来降低输入电流纹波;最后,在电源进线端要选择电感匹配,这样才能做到高的PF值。

恒流精度的影响因素和提高手段

根据公式(3),恒流精度受两个因素影响:一是每个周期Vcs的峰值检测。由于芯片内部比较器的延时等因素,真正检测到最终的峰值难度很大(往往检测值都要小于真实的峰值)。这也是影响系统线调整率的主要因素。二是tdis/T的检测,其关键又在于tdis的检测。tdis的检测一个是开始点的确定,一个是结束点的确定。

PT4209中以DET脚超过1.25V为开始点的起始点。这个点和实际的真实开始点略有超前(相当于加进去一个tdis的小量),正好补偿因为Vcs的峰值检测漏掉的一点峰值。此外,这个上升时间量和Vin+ Vr/sub》大小成正比,所以就算对线调整率有影响也非常有限。另一端,如何判断tdis时间的结束,无论对于PSR恒压还是恒流,都是至关重要的一环。由于真正检测到该点有一定难度,市面上一般的芯片都只是简单地采取判断DET脚过零来近似认为是tdis的结束。好一点的芯片会在内部减去一个预先设定好的时间,但一旦系统选择不一样的参数,则补偿的结果不是偏大就是偏小。有些还需要在MOS管DS两端挂电容或在DET脚对地挂电容来进行补偿。