1 머리말

오프라인 전원 공급 장치는 75W보다 큰 전력 수준을 처리할 때 PFC(역률 보정)가 필요합니다. PFC의 목표는 입력 전류가 입력 전압을 따르도록 제어하여 부하가 순수 저항인 것처럼 보이도록 하는 것입니다. 정현파 AC 입력 전압의 경우 입력 전류도 정현파여야 합니다. 입력 전류를 제어하려면 입력 전류를 감지해야 합니다.

설계자는 PFC 애플리케이션에서 두 가지 전류 감지 방법 중 하나를 사용하는 경우가 많습니다. 첫 번째 방법은 PFC 접지 복귀 경로(그림 1에서 R1로 지정됨)에 션트 저항을 배치하여 입력 전류를 감지하는 것입니다. 이는 평균 전류 모드 컨트롤러[1](그림 2에 표시됨)로 전송되어 입력 전압을 강제로 따르도록 합니다. 션트 저항기가 전체 부스트 인덕터 전류를 감지하기 때문에 이 전류 감지 방법은 우수한 역률과 낮은 총 고조파 왜곡(THD)을 제공합니다. 그러나 션트 저항기는 추가 전력 손실을 유발하기 때문에 고효율이 필요한 애플리케이션에서는 문제가 될 수 있습니다.

두 번째 방법은 부스트 스위치와 함께 전류 변압기를 배치하여 스위칭 전류를 감지하는 것으로, 그림 1에서 CT 및 R2로 표시되어 있습니다. 이 방법은 인터리브 PFC[2] 및 브리지리스 PFC[3]에서처럼 전류 션트를 사용하는 것이 적합하지 않는 경우에 선호되는 방법입니다. 변류기는 스위칭 전류(IQ)만 감지하기 때문에(전체 인덕터 전류가 아님) 전체 인덕터 전류를 제어하기 위한 간단한 해결책은 변류기 출력의 중간(펄스 폭 변조[PWM]의 중간)에서 샘플링하는 것입니다. 샘플링은 그림 3에 나와 있는 것처럼 중간 지점 순간 전류 값이 CCM(연속 전도 모드)의 평균 인덕터 전류 값과 같기 때문에 효과가 있습니다. 이 방법은 첫 번째 방법보다 전력 손실이 적기는 하지만 PFC의 듀티 사이클이 0%에서 100%까지 다양하다는 한계도 있습니다. 듀티 사이클이 작으면 PWM 온타임도 작습니다. 따라서 정확하게 PWM 온타임 중간에서 샘플링하기가 어렵습니다. 샘플 위치 오프셋은 피드백 신호 오류를 일으켜 THD와 역률을 모두 저하시킬 수 있습니다.

이 문서에서는 PFC를 제어하고 단일 역률을 달성하기 위한 특수 피크 전류 모드라는 새로운 방법을 소개합니다. 이 방법에서는 전류 션트가 필요 없기 때문에 전력 손실이 제거됩니다. 그리고 여전히 전류 변압기를 사용하여 스위칭 전류를 감지하지만, PWM 온 시간의 중간에 샘플링할 필요가 없기 때문에 샘플 위치 오프셋 문제가 해결됩니다. 추가적인 이점도 있습니다.