数字PFC电路设计研究仿真(7)
（3.14）
在这里， 取 ， 为输出电压的最小值，一般取 。输出电压的选取应留有裕量，采用 ，耐压 的电解电容作为输出电容。
3.2.4 功率开关管的选择
作为功率开关管，场效应管（MOSFET）和绝缘栅晶体管（IGBT）是使用较多的两种器件。IGBT输出容量大，耐压高，体电阻小，是大功率开关电源的首选器件，但IGBT价格相对较贵，开关频率较低，而且关断时存在电流拖尾现象。
而MOSFET是电压控制单极型金属氧化硅场效应晶体管，它的优点是少数载流子导电，开关频率高，输入阻抗大，容易驱动，本身不存在存储效应，因此导通和关断时，上升和下降速度较快，开关损耗小，是高频中小功率变换器的理想功率器件。
所以本次设计中采用MOSFET作为开关管。MOSFET的选择必须保证它可靠工作。开关管的最大漏极电流 应大于开关管所流过的最大峰值电流，它的漏源击穿电压 应大于输出过压保护点 。应考虑电流峰值 倍的裕量，电压为输出电压的 倍的裕量。
3.2.5 功率二极管的选择
作为高频AC-DC或DC-DC开关变换器用的功率二极管，应当具有正向电压小、正向电流大、反向漏电流小、反向恢复时间短等特点，还应具有足够的输出功率。可以使用以下三种类型的二极管：①高效快速恢复二极管；②高效超快速二极管；③肖特基势垒整流二极管。
快速恢复二极管和超快速恢复二极管的反向恢复时间减小到了纳秒级，其正向压降也很低，仅有 左右。由此，肖特基整流二极管特别适用于 左右的低电压输出电容中。因为在一般情况下，低电压输出所驱动的负载电流都较大。而且，随着结温的增加，其正向电压更低。肖特基整流二极管的反向恢复时间是可以忽略不计的，因为此器件是多数载流子存储电荷的问题。但肖特基整流二极管存在有两大缺点：其一，反向截止电压的承受能力较低，目前的产品大约 ；其二，反向漏电流较大，使得器件比其他类型的整流器件更容易受热击穿。
本设计中输出电压 ，当开关导通时，二极管截止，承受的最大反向电压约为 ,在选择的时候还要考虑裕度。
4 系统软件设计
本次设计中电路拓扑结构采用Boost型，控制方式采用平均电流模式，接下来将该方案的实现表述如下：
4.1 平均电流方案建模[ ]
4.1.1 PFC数字控制设计图
图4.1是基于DSP控制的PFC变换器的数字化控制回路框图。在图4.1中，输入电压和电感电流以及输出电压的检测分别由对应的增益模块 、 和 来表示。乘法器增益 也被加到控制环中。通过 参数的设置，使得当输入电压在规定范围里调解时，电路都能稳定工作。
图4.1 基于平均电流模式的数字控制框图
控制电路的内环为电流环，由参考电流信号 控制。电流内环的输出为一PWM波，输入为电感电流 。电流内环PI调节器 的输出 必须使得电感电流信号 跟随输入参考电流信号 。
控制电路的外环为电压环，由参考电压信号 控制。电压外环的输入为直流母线电压 ，输出为 （电压外环PI调节器的输出）。电压外环PI调节器 的输出确定参考电流信号的幅值。这样，当负载和输入电压一定时，输出电压可以保持在参考输出电压水平上。
4.1.2 电压和电流环检测增益
瞬时整流输入电压 、功率因数校正后整流输入电流 如式（4.1），（4.2）：
其中， 和 分别代表输入电压峰值 和输入峰值电流 所能达到的最大值。