CM6800/1 低启动电流 PFC/PWM 二合一控制器 CM6800/1 低启动电流 PFC/PWM 二合一控制器 一般说明： 一般说明： CM6800/1 是一个具有 PFC(功率因素校正)之开关电源控制器PFC 可以容许使用较小的 低損耗的 bulk 电容，降低电源线负载与开关 FET 所受的压力，使电源供应器能完全符合 IEC-1000-2-3 之规格CM6800/1 的目的是作为已成為工业标准的 ML-4824 之 BICMOS 版本， 所以線路上包括上升緣觸發(leading edge)的平均电流控制模式的升壓型之 PFC 和下降緣觸 發的(trailing edge)PWM栅級驅動(Gate-driver)电流可达 1A，可以大量减少外加驱动线 路且这颗 IC 消耗功率低，故可增加电源供应器整体效率并降低零件損耗 一旦负载忽然降低，则过电压比较器立即关掉 PFCPFC 亦具有峰值電流限制(peak current limiting)與輸入電壓太低(Input voltage brownout)之保護作用PWM 可以在電壓 或電流模式下運作頻率可高至 250KHZ，並能將工作周期准確的限制在 50%之內，以防變壓 器飽和。
功能： 功能： ? 與 ML4800，FAN6800/1 腳對腳完全相同互用 ? 在 PWM 增加一組 folded-back 電流限制 ? 23V Bi-CMOS 制程. ? VIN OK 保證在 2.5V 時開起 PWM 而不是 1.5V ? 在同一 IC 中集成了具同步的 leading edge PFC 與 trailing edge PWM ? slew rate 使 transconductance error amplifier 具有超快的響應 ? 低啟動電流(100MA),低工作電流(3MA)，低諧波失真，高 PF PIN DESCRIPTION PIN DESCRIPTION 1 IEAO PFC 跨導電流誤差放大器輸出 2 IAC PFC 增益控制信號參考輸入 3 ISENSE PFC 電流限制比較器電流檢測信號輸入 4 VRMS PFC RMS 電源電壓補償信號輸入 5 SS PWM 軟啟動電容接點 6 VDC PWM 電壓回饋輸入 7 RAMP1 振盪時序，由 RT,CT 決定振盪周期 8 RAMP2 電流模式時，此腳位作為電流檢測輸入；電壓模式時，則為 PFC 輸出至 PWM 輸入 9 DC ILIMIT PWM 電流限制比較器輸入 10 GND 11 PWM OUT PWM 驅動輸出 12 PFC OUT PFC 驅動輸出 13 VCC 14 VREF 內部 7.5v 基准電壓之緩沖輸出 15 VFB PFC 跨導誤差放大器輸入 16 VEAO PFC 跨導誤差放大器輸出 一般功能说明:(Functional Deseription)一般功能说明:(Functional Deseription) CM6800/I 包括一組具平均電流模式控制的連續升壓型 PFC 之前端線路（Front End） 與一組同步 PWM 之後端線路。
PWM 工作在電流或電壓模式在電壓模式時，來自 PFC 輸出端 的前饋控制信號可提高 PWM 的 Line regulation. 在電壓或電流模式， PWM 均使用傳統式的 trailing edge 工作周期調度，而在 PFC 則使用 leading edge 調度這種具有專利的 leading/trailing edge 調度技術可使得 PFC 之 error amplifier bandwidth (頻寬)更高更 好用並且能大大的降低 PFC 之直流 buss 電容 PWM 與 PFC 同步控制了 PFC 輸出端電容之 ripple (也是 PWM 之輸入端)，從而簡化了 PWM 的補償電路PWM 與 PFC 均在同一頻率下運作除了具有 PFC 功能，CM6800/I 內建有多組保 護線路，包括：軟啟動，PFC 過電壓保護，峰值電流限制，欠電壓保護，占空比限制與低電 壓停止動作 Power Factor Correction Power Factor Correction 從 AC 電源線看進去,PFC 使非線性負載看似純電阻負載對電阻負載而言，從電源線端 輸入之電流與電壓同相位。
所以，功率因素 （power factor）等於 1一般電源線供應器 是非線性負載從電源線輸入後，經橋式整流與濾波，因為輸入濾波電容器之故,產生高振幅 脈沖電流，使得電源線上的電流不與電壓成正弦波相位一致，使得電源功率因素小於 1因 此，在輸入電源線上產生極明顯的電源頻率諧波電流若電源供應器之輸入電流能隨輸入電 壓作瞬間幅度變化，則從 AC 線端看來，就類似純電阻負載，亦能達到單位功率因素 因此，為使自電源線流入之輸入電流與輸入電壓同相位，則必須采用一種辦法，使得電 源之電流不會因電壓之瞬間變動而不成正比CM6800/I 的 PFC 采用升壓型 DC－DC converter 來達到此目的AC 輸入電源經過全波整流後，並不使用大濾波電容，所以 boost converter 之 輸入電壓從 OV 至 AC 輸入峰值電壓的范圍內變化為使 boost converter 同時滿足下列兩種條 件，才能使從電源線流入電源供應器的電流與電壓成正比一種條件是 boost converter 的 輸出電壓須高於電源的峰值電壓一般常用的是 385VDC，高於電源線的 270VACrms；另一條 件是電源電流在任何瞬間皆須與電壓成正比。
所以為滿足第一條件，需建立一適當的 converter 電壓控制迴路，這迴路控制電流誤差放大器和開關輸出驅動為滿足第二條件， 則利用經整流後的電源電壓來調制電壓輸出迴路這種調制能使得電流誤差放大器（current error amplifier）管制自電源輸入進來並直接隨輸入電壓變化的電源電流電壓迴路頻寬刻 意保持較低 ， 以防止在升壓迴路輸出端的 ripple 產生 （一般在 385VDC 會有 10VAC） ， 這 ripple 會造成 voltage error amplifier 的失真最後的調整是使 PFC 的全部增益（gain）與 1/VIN2 成比例，這樣當 AC 輸入電壓變化時，使整體的轉換功能呈線性變化 因 CM6800/1 PFC 是平均電流式故不需斜率（slope）補償 PFC Section (PFC 部份部份) 增益調制增益調制 圖 1 表示 CM6800/1 PFC 部份的方塊圖這增益調制是 PFC 心贓，它控制電流迴路對線 電壓波形變化和頻率，輸入電壓 ram 值,PFC 輸出電壓等的反應這增益調制有 3 個輸入： 1. 描述瞬間輸入電壓(幅度與波形)的至 PFC 的電流。
經過整流的 AC 輸入正弦波，流經 電阻後 ， 產生與電壓成比例的電流自 IAC 輸入增益控制 經過這樣的“取樣電流＂可減小“地 雜訊＂(ground noise)，這是高功率的開關電源所必需的這“增益調制＂與電流成線性正比 2. 經分壓(scaling)和整流濾波後之電壓，正比於較長期不變的 AC 輸入電壓 RMS 值這 訊號在增益調制上以 VRMS代表這“增益調制＂的輸出與 VRRNS 的平方成反比(除了在很低 的 VRMS時)，VRMS與增益(gain)的關系叫作 K，在典型功能特性裡有描述 3.VEAO 稱作“電壓誤差放大器輸出＂這增益隨此輸出的變動作線性變化，“誤差放大 輸出＂是屬電流訊號在一般情況下： IGAINMOD= Iac*VEAO *1V Vrms*Vrms 更正確的是 IGAINMOD =K × (VEAO－0.625V) × IAC, K 的單位是 V-1 注意，增益調制的輸出電流限制在約 228.47mA，而最大增益調制的輸出電壓限制在 228.47mAX3.5K=0.8V,這 0.8V 亦將決定最大 input power . 然而，無法直接自 ISENSE量到IGAINMOD ISENSE=IGAINMOD-IOFFSET, IOFFSET能量測得到,當 VEAO 小於 0.5V 與 IGAINMOD =OA 時, 一般說 來,大約是 60uA Selecting RAC for IAC pin(選擇選擇 IAC 腳的腳的 RAC 值值) IAC 是增益調制的輸入端，也是鏡像電流（current mirror）輸入端並且需要電流輸入。
所以，選擇適當的 RAC值，能提供自電源電壓輸入的較好正弦電流，也因此能規劃出最大的 輸入功率與最小的輸入電壓 RAC＝Vin peak *7.9k 例如：最小輸入電壓 80VAC,則 RAC＝80*1.414*7.9K＝894Kohm Current Error Amplifier IEAO(電流誤差放大器) Current Error Amplifier IEAO(電流誤差放大器) 電流誤差放大器的輸出控制 PFC 的 duty cycle 以確保流經 boost inductor 之平均電流 與輸入電壓（line voltage）成線性作用從電流誤差放大器的反相端輸入，則增益調制器 的輸出電流為所有加在 ISENSE腳的負電壓總和，這電流源自串聯在橋式整流負端的電流檢測 電阻在大 power 的應用，有時用到二個電流變壓器，一個用於監控 boost diode 的 IF 如前面所說，電流誤差放大器的反相輸入是虛擬的地根據這點，以及 PFC 內部的 duty cycle 調制器極性的安排 ， 增加增益調制器的正向電流 ， 將導致輸出級的 duty cycle 增加 ， 直到 ISENSE 的電壓達到某適當的負值，才能解除這增加的電流。
同理，若增益調制器的輸出減小，則輸 出工作周期亦隨之減小，使得 ISENSE腳位負電壓變得更小 Cycle-By-Cycle Current Limiter and Selecting Rs 逐周電流限制器與 Rs 的選擇 Isense 是電流回受(饋)之部分，是 PFC 逐周電流限制之輸入端若此腳位之電壓比-1v 更 負，就使得 PFC 無輸出，直到在下一個 PFC 周期的時鐘脈沖到來時從新起動保護開關Rs 是 PFC boost converter 的檢測電阻在穩定狀態時，line input current*Rs=IGAINMOD*3.5K, 而因 為增益調制(gain modulator)之最大輸出電壓是 IGAINMOD*3.5k=0.8v(在穩定狀態時)，Rs*line input current 必須限制在 0.8v 以下所以選擇 Rs,采用此公式： Rs=0.7v*Vinpeak/(2*Line input power) 例如，若最小輸入電壓是 80Vac,而最大輸入 RMS 是 200W Rs=(0.7*80v*1.414)/(2*200)=0.197ohm PFC OVP 在 CM6800/1，PFC OVP 比較器，被用來作為因負載突然變動以致電壓超出之電源保護。
從 PFC 高 DC 電壓輸出端，經電阻分壓後，輸入至 VFB，當 VFB電壓超過 2.75V，PFC 輸出 驅動就關掉，PWM 將繼續動作這 OVP 比較器會有 250mv 的滯後現象，且 PFC 將不會再 啟動除非 VFB電壓降至 2.75V 以下 VFB功率元件與 CM6800/1 必須工作在其安全電壓范圍內 ， 但不要太低以致干擾到 boost voltage regulation loop並且，VCC OVP 可作為 PFC OVP 保護之備用，VCC OVP 之開啟電壓是 9.4V，有 1.5V 的滯後現象 Error Amplifier。