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具有精确交流功率计量的数字功率因数校正控制IC-ADP1047

具有精确交流功率计量的数字功率因数校正控制IC-ADP1047

摘要:文中详细分析了ADP1047数字功率因数校正控制IC的特点、引脚功能、工作原理及应用电路。ADP1047集成了过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、接地连续计量、AC检测、内部过热保护及外部温度报告等功能,其高集成度和高可靠性使ADP1047可以应用在多种电源电路中,从而减少外部元件数量,提高产品性价比。
关键词:ADP1047;PFC;功率计量:ADP1043

在设计AC/DC时,不但要有数字控制的全桥控制IC-ADP1043,而且其功率冈数校正部分也需要数字控制型的器件,ADP1047即是这样一款新产品,它不但可以完成功率因数校正,还能精确计量交流功率,控制接通电源时抗冲击的能力。
数字PFC功能是基于传统升压模式的PFC拓朴,将多个输出电压反馈组合在一起,提供最佳的谐波校正及良好的PF值,全部信号控制都进入数控领域并提供最大的柔性——全部关键参数都能报告并通过PM总线接口给出,这样可以使用户获得最佳性能,最高效率的功率因数校正电路,而且可以大幅度减少设计时间。
数字PFC控制特别适用于智能电源管理系统,并容易计量,通过智能电源管理系统改善终端用户系统的效率。通过调节频率进一步减小轻载时的功耗,并能减少输出电压给低压负载。

1 主要特点
ADP1047可以提供精确的均方根输入电压、电流及功率的测量,并可以通过PM总线报告到电源的二次侧。ADP1047具有增强的集成度和功能应对浪涌冲击,可以大幅度减少外围元件数量,极易达到最佳化设计。
器件数字化的目标还为了更高的可靠性,为了多种电源应用开路。该电路有坚固耐用的保护功能,有过压保护,过流保护,接地连续计量,AC检测,内部过热保护,外部温度报告。
ADP1047内部有8KB的EEPROM存储调整器,并允许不用微控制器独立地控制,通过容易使用的GUI调节。ADP1047以3.3V电源供电,为24P IN外引脚,工作环境为-40~+85℃。

2 引脚功能
ADP1047的引脚排列如图1所示。以下为ADP1047的各引脚介绍。


1PIN:AGND。模拟地,直接接到DGND,这里将模拟电压送至模数变换器ADC。
2PIN:VAC。输入的线路电压检测,此信号参照PGND。
3PIN:VFB。反馈电压检测端,从PFC输出电压取样送到此处,参照功率地,用作模拟电压送至模数转换器ADC处。
4PIN:OVP。过压保护,这个信号参照PGND,用作OVP功能。
5PIN:PGND。功率地,接至输入和输出功率的轨线上。
6PIN:ILIM。电流限制端,限制峰值电流,参照PGND。
7PIN:NC。空脚。
8PIN:CS-。电流检测负输入端,用于电流测量,计量及保护。
9PIN:CS+。电流检测正输入端,用于电流测量,计量及保护。
10PIN:DGND。数字地,确保与模拟地AGND低阻抗连接。
11PIN:PSON。电源使能信号,此信号用于使能或禁止PFC控制器。
12PIN:VCORE。2.5V输出稳压器,外接0.1μF电容旁路到DGND。
13PIN:PWM。对PFC的脉宽调制输出。
14PIN:PWM2。辅助PWM,此信号参照DGND。
15PIN:AC-OK。开路漏极输出,用于信号标志输出,参照DGND。
16PIN:PGOOD。开路漏极输出,用于信号标志输出,参照DGND。
17PIN:INRUSH。浪涌控制信号,用于对外部浪涌的控制驱动器。
18PIN:SYNC。控制器外同步端,此端允许与之并联的PFC控制器去同步,以减小干扰。
19PIN:SCL。I2C串联时钟输入,参照DGND。
20PIN:SDA。I2C信号数据输入输出端,参照DGND。
21PIN:ADD。地址选择输入,从此端外接一支电阻到AGND。
22PIN:RTD。温度信号输入,将一个热敏器件放于此处接至AGND。
23PIN:RES。内部电压基准,外接一支50kΩ电阻NAGND。
24PIN:VDD。IC供电端,从3.0~3.6V。外接电容旁路NAGND。
3 工作原理及应用
ADP1047的内部功能方框图如图2。ADP1047是一款执行AC功率因数校正的数字PFC控制器,有着众多的传统PFC特色:采用BOOST拓朴,可产生检测电压和检测电流,能产生可调节的PWM输出。


ADP1047设计有坚固耐用的保护功能,包括过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVP)、接地连续计量、AC检测,及内部过热保护和外部温度报告,因此可以应用在多种电源中。
ADP1047的这些功能均可以通过I2C总线接口去调节,同时这个总线接口还用于校准电源各参数,包括输入电压、输入电流、输入功率、故障模式等。
ADP1047的控制环由数控系统控制,可以很容易地调节滤波特性。其建立在EEPROM中的数据用来储存调节值,可靠性通过检查总和与庸余电路来保障。在系统故障出现时,EEPROM可以捕捉第一个故障情况,以此来改善整个系统的可靠性,从而大大减少故障分析时间。
ADP1047运行软件为CUI,可以提供全部的运行软件。
图3所示由ADP1047组成的数字控制功率因数校正的典型PFC电路。
这可以用Fluke Norma 系列功率计检测啊,它采用了拥有专利的高带宽架构,能够精度测量单相或三相电流和电压、谐波分析、快速傅里叶变换(FFT)分析,以及计算功率和其它计算值,不错
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