1 簡介

處理功率位準大於 75 W 時，離線電源供應器需要功率因數校正 (PFC)。PFC 的目標是控制輸入電流，使負載看起來像純電阻器。使用正弦 AC 輸入電壓時，輸入電流也必須為正弦。為了控制輸入電流，必須感測輸入電流。

設計人員通常會在 PFC 應用中使用兩種電流感測方法的其中一種。第一種方法是將分流電阻器置於 PFC 接地迴路 (在 圖 1 中指定爲 R1) 以感測輸入電流，該輸入電流會被傳送到平均電流模式控制器 [1] (如 圖 2 所示)，以迫使輸入電流跟隨輸入電壓。由於分流電阻器可感測完整升壓電感器電流，因此這個電流感測方法可提供良好的功率因數及低總諧波失真 (THD)。但分流電阻器確實會造成額外功率損耗，所以這在需要高效率的應用中可能會是個問題。

圖 1 PFC 的常用電流感測方法。

圖 2 PFC 的傳統平均電流模式控制。

第二種方法是將電流變壓器與升壓開關串聯，以感測 圖 1 中指定爲 CT 和 R2 的切換電流。當分流器不適用時，則此方法為首選，例如交錯式 PFC [2] 和免半橋接 PFC [3]。由於電流變壓器只會感測切換電流 (I_Q) (而非全電感器電流) 以控制完整電感器電流，因此簡單的解決方案就是在電流變壓器輸出 (脈衝寬度調變 [PWM] 導通時間的中間) 時進行取樣。取樣之所以有效，是因爲中點瞬時電流值等於連續傳導模式 (CCM) 中的平均電感器電流值，如 圖 3 所示。此方法的功率損耗比第一種方法更少，不過也有其限制：PFC 的工作週期從 0% 到 100% 不等。當工作週期較小時，PWM 導通時間較小，很難在 PWM 導通時間中間進行精確取樣。任何取樣位置偏移都會造成回饋訊號錯誤，並使 THD 和功率因數劣化。

圖 3 CCM 中的 PFC 電感器電流波形。

本文件介紹新方法：特殊的尖峰電流模式，控制 PFC 並達到單位功率因數。此方法不需要分流器，因此可免除功率損耗。雖然其仍使用電流變壓器感測切換電流，但在 PWM 開啟時間中不需進行取樣，因此取樣位置偏移問題便會消失。另外還有其他好處。