以UCC28019为基础的PFC系统结构与原理

UCC28019是一款优秀的因数功率矫正芯片，随着电子电路的发展而大面积开始应用。很多高功率因数整流器的设计都依靠这款芯片来完成，可见其经典性。本文将为大家介绍一种基于该芯片的UCC28019高功率因数整流器设计的系统结构与工作原理。

经过多年的研究，人们发现解决电力电子装置谐波污染和低功率因数问题的基本方法，除了采用补偿装置对谐波进行补偿外，还开发了新型整流器，使其不产生谐波，且功率因数为1，这种整流器称为单位功率因数整流器。然而，传统功率因数整流电路技术复杂，设计步骤繁琐，所需元件多，体积大且成本高，如使用经典的UC3854芯片开发的PFC电路。因此，设计时往往要在性能和成本间进行平衡。

近年来，单级PFC的研究主要集中于如何简化传统的PFC控制电路结构，避免对输入电压采样和使用复杂的模拟乘法器。

UCC28019是一款8引脚的连续导电模式（CCM）控制器，能以极小的谐波失真获得接近单位功率因数的水平，适用于低成本的PFC应用。该器件具有宽泛的通用输入范围，适用于0.1～2kW的功率因数整流器。该控制器使用Boost拓扑结构，工作于电流CCM。欠压锁定期间的起动电流低于200μA，用户可以通过调整输出电压检测引脚（VSENSE）上的电压低于0.77V，使系统工作于低功耗的待机模式。

系统结构与工作原理

图1 单相功率因数整流器结构框图

本设计的单相功率因数整流器的结构框图如图1所示。图1中，主电路采用单相Boost升压电路，控制电路采用UCC28019芯片。

图2 UCC28019管脚示意图

UCC28019的引脚图如图2所示。系统的控制环路包括一个电压环和一个电流环。输出电压通过分压电阻接入引脚6，引脚内部接入电压误差放大器gmv的反相输入端，反馈电压与5V基准电压比较后得到调制电压Ucomp。另外，从电流传感电阻检测到的电流信号送入引脚3进行缓冲、反相放大后得到的信号通过电流放大器（gmi）进行平均，其输出ICOMP引脚上的电压与平均电感电流成比例。平均电流放大器（gmi）的增益由VCOMP引脚内部的电压决定，该增益设置为非线性。因此，可以适应全球范围内的交流输入电压。

图3 UCC28019输出保护状态示意图

UCC28019芯片系统级的保护使系统工作在安全的工作范围内。系统保护主要包括软起动、VCC欠压锁定（UVLO）、输入掉电保护（IBOP）、输出过压保护（OVP）、开环保护/待机模式（OLP/Standby）、输出欠压检测（UVD）/增强动态响应（EDR）、过流保护、软过流（SOC）、峰值电流限制（PCL）。芯片输出保护的工作状态示意图如图3所示。

本文通过图文并茂的方式为大家讲解了采用UCC28019作为核心高功率PFC，并讲解了其系统结构与工作原理。在之后的文章中，小编将为大家带来这款设计的其余部分内容，请大家持续关注电源网的更多文章。