峰值电流控制APFC控制器L6560/L6561

值电流控制APFC控制器L6560/L6561

L6560/L6561是意法SGS-Thomson(ST)微电子公司采用双极与CMOS混合工艺制造的有源功率因数校正控制集成电路。这个电路同前面讲到的KA7526功能相同，也有8脚双列直插封装和SO8表面贴装两种形式。

一、 L6560/L6561的结构框图

L6560的框图如图7-14所示。

图7-14 L6560的框图

L6560/L6561的引脚功能同KA7526完全一样，只是②、⑤、⑦脚名称有所不同（如表7-3所示），两种功能块的参数也相差不多。

表7-3 KA7526与L6561/L6560引脚名称差别

引 脚 号
KA7526
L6560/L6561

②
EAOUT（误差放大器输出）
COMP(补偿端)

⑤
IDET（零电流检测）
ZCD（零电流检测）

⑦
OUT（输出）
GD（栅极驱动）


L6560的特点是：

◆ 有很精确的可调节的内部输出过电压保护；

◆ 启动电流为0.5mA，启动电压有回差特性；

◆ 很低的工作电流，小于3.5 mA；

◆ 内部有再启动定时器；

◆ 图腾柱输出，输出电流为±400mA；

L6561是L6560的升级换代产品，与L6560兼容；其乘法器性能更优越，可在很宽的输入电压范围（由AC 85V到260V）内工作，启动电流更小，仅为数十微安：此外，在ZCD（⑤）脚使失效功能（Disable function）。当消耗较小的功率。在CS脚内部接有RC滤波器， 这一点同KA7526是一样的。

图7-15是L6561的结构框图

图7-15 L6561框图

二、用L6560/L6561组成的APFC电路

图7-16、图7-17是用L6560组成的两种电子镇流器功率因数校正电路，图7-18、图7-19是用L6561组成的两种电子镇流器功率因数校正电路。

对图7-16、图7-17两种电路参数的实测数据如表7-4，表7-5所示。

表7-4 图7-16的实测数据


(V)

(W)
PF
(%)

(%)

(%)

（%)

(%)

(V)

（W）
△
（V）

（%）

88
110.2
0.997
2.47
2.04
0.98
0.44
0.19
237.4
102.5
4
3.0

110
108.7
0.999
2.37
2.10
0.58
0.40
0.32
237.4
102.5
4
94.0

132
107.9
0.999
2.57
2.33
0.48
0.48
0.32
237.4
102.5
4
95.0


表中 、 、 、 分别表示3、5、7、9次谐波百分比。

图7-16 L6560组成的APFC电路（110V电源、100W输出）

图7-17 L6560组成的APFC电路（220V电源、120W输出）

图7-18 L6561 组成的APFC电路（110V电源、80W输出）

图7-19 L6561 组成的APFC电路（220V电源、120W输出）

表7-5 图7-17的实测数据


(V)

(W)
PF
(%)

(%)

(%)

（%)

(%)

(V)

（W）
△
（V）

（%）

180
127.3
0.995
3.48
2.68
0.95
0.62
0.44
398.1
122.0
10
95.8

220
126.5
0.988
6.27
4.70
1.96
1.39
1.17
398.1
122.0
10
96.4

260
126.0
0.976
9.56
7.09
2.64
2.42
2.06
398.1
122.00
10
96.8


三、AFPC电路参数计算

有关峰值电流控制APFC电路中一些元件参数的计算公式及一些计算实例列举如下：

1.最低工作频率
对图7-18：电感L用ETD29×16×10mm磁心，绕90匝，10×0.2漆包线，L=0.7 （气隙为1.8㎜）。

按式（7-10），最小开关频率为

∣


=
对图7-19：电感用ETD29×16×10㎜磁心绕90匝，L=0.8 。

当 时，

∣


当 时，

∣

=
所以在这里最小的频率是指在输入电压最大且相位 时。一般计算开关频率时，应对输入电压为最大和最小时分别加以计算，并取其中频率炎之最小者。

2.升压电感之铜损

(7-17)

为流过电感电流的有效值， 为线线圈的铜阻

(7-18)

已知输入电压 最小值时，输入电流 为最大。

对图7-18：




对图7-19：




3.开关管的选用及其导通损耗之计算

对功率开关管，主要根据漏、源极之间击穿电压、漏极电流及导通时电阻选用，并要求 尽可能小一些。

对图7-18：

根据 ，可选用耐压击穿电压为 的MOS管，本例中选用STP7NA40，其导通时漏源电阻 ∣75℃=0.7 。

MOS管导通损耗可按下式计算：

(7-19)

式中， 为MOS开关管导通时电流有效值， 为工作温度下的导通电阻。


（7-20）

=0.812(A)


对图7-19：

因 =400V，选用耐压为500V的MOS管STP5NA50，此MOS管的导通电阻 ∣75℃=2 ，按式（7-20），计算流过管子的电流；按式（7-19），计算MOS管的导通损耗。


=0.568(A）

∣75℃=
4.升压二极管

选用升压二极管，其耐压可以与所选用的功率开关管一样，而其电流可按下式选用

(7-21)

对图7-18：


=0.733（A）

可选用二极管BYT13-400。

对图7-19


=0.60（A）

5.启动电阻 之选择

我们要求在输入电压为最小值时，启动电阻 能提供启动集成电路工作时所需要的电流，即电压达到其上升阈值 （一般在15V左右）时能提供足够大的充电电流I=0.6～1.0mA。一般此电流最小为启动电流的2～3倍（对L6561可取小一些）。

≤ (7-22)

对图7-18：

≤
可用240 。

对图7-19：

≤
可用440 。

另外， 值也不能太小，要求在输入电压最高时，它所消耗的功率以小于0.5W为宜。

6.电感电流取样电阻 之选择

根据电流峰值比较器内接的钳位电压为1.6V，则 取样的电压不能超过1.6V.

＜1.6

≤ （7-23）

对图7-18： ， ，
≤
可选取 =0.31 。

对图7-19：

≤
可取 =0.41 。

7. 、 之选择

根据 (7-24)

已知 ，便可选取 、 值，一般应取较大值，以减小功耗。

对图7-18： =240V，并取 =10 ，则有


可得 =（96-1） =6.34（ ）

对图7-19： =400V，并取 =6.34 ，则有




可得 =159×6.34=1.008（ ）

本例中，取 =998 取 =998 ，则


、 应选用误差为±1%的精密电阻，以得到所希望的输出电压值。这样，在大量生产中可以得到一致的输出电压，为后面驱动部分的调试带来方便。