深入解析L6564H：高压启动过渡模式PFC控制器的卓越之选

在电子工程师的设计世界里，选择一款合适的功率因数校正（PFC）控制器至关重要。今天，我们就来详细探讨一下意法半导体（ST）推出的L6564H，这是一款工作在过渡模式（TM）的电流模式PFC控制器，它集成了高压启动源，具备众多出色的特性，能满足各种节能应用的需求。

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一、L6564H的特性亮点

1. 高压启动源

L6564H板载700V启动源，这一特性使得它在启动阶段能够快速为IC供电，并且在一些高压应用场景中表现出色。与传统的启动电路相比，它的功耗更低，能有效提高系统的整体效率。

2. 快速“双向”输入电压前馈

采用$1 / N^{2}$校正技术，能够快速响应输入电压的变化，有效补偿控制环路增益对市电电压的依赖。这意味着在不同的市电电压下，系统都能保持稳定的控制性能，减少了设计中的权衡。

3. 精确可调的输出过压保护

通过PFC_OK引脚监测输出电压，当输出电压超过预设值时，能立即停止门驱动活动，直到电压恢复正常。这种精确的保护机制能有效防止系统因过压而损坏，提高了系统的可靠性。

4. 多重保护功能

除了过压保护，L6564H还具备反馈环路断开保护、电感饱和保护等功能。这些保护功能能在各种异常情况下及时停止转换器的工作，保护功率组件，降低系统的应力。

二、引脚功能详解

1. INV引脚

作为误差放大器的反相输入，通过电阻分压器将PFC预调节器的输出电压信息反馈到该引脚。它的高阻抗特性使得输入信号更加稳定，有助于提高系统的控制精度。

2. COMP引脚

误差放大器的输出引脚，与INV引脚之间连接补偿网络，用于实现电压控制环路的稳定性。当该引脚电压低于2.4V时，门驱动输出将被抑制，进入突发模式，降低系统的功耗。

3. MULT引脚

乘法器的主输入，连接到整流后的市电电压，提供正弦参考信号和RMS市电电压信息。通过该引脚，系统能够实时感知市电电压的变化，为后续的控制提供依据。

4. CS引脚

PWM比较器的输入，用于检测MOSFET中的电流。当检测到异常电流时，如电感饱和引起的电流过大，会激活安全程序，暂时停止转换器的工作，保护功率组件。

5. VFF引脚

乘法器的第二个输入，用于$1 / N^{2}$功能。通过连接电容和电阻到地，完成内部峰值保持电路，提供与RMS市电电压相关的直流电压，补偿控制环路增益对市电电压的依赖。

三、电气特性分析

1. 电源电压

L6564H的工作电压范围为10.3V - 22.5V，启动阈值为11V - 13V，关断阈值为8.7V - 10.3V。这种宽电压范围的设计使得它能够适应不同的电源环境，提高了系统的兼容性。

2. 电源电流

启动电流在10V时典型值为90μA，静态电流在启动后典型值为4mA，工作电源电流在70kHz时典型值为5mA。低功耗的特性使得它在节能应用中具有明显的优势。

3. 高压启动发生器

击穿电压为700V，启动电压为65V - 100V，Vcc充电电流为0.55mA - 1mA。高压启动发生器的低功耗设计使得它在系统启动和运行过程中能够有效降低功耗，提高系统的效率。

四、应用信息探讨

1. 过压保护

通过PFC_OK引脚监测输出电压，当电压超过预设值时，停止门驱动活动。在实际设计中，我们可以根据系统的需求选择合适的电阻分压器，确保保护功能的准确性。

2. 反馈故障保护

当反馈环路断开或设置错误时，如INV引脚电压低于1.66V且过压保护激活，系统将进入锁定状态，降低静态功耗。只有当IC的电源电压低于6V后再重新上电，系统才能恢复正常工作。

3. 电压前馈

电压前馈能够补偿控制环路增益对市电电压的依赖，提高系统的动态响应性能。L6564H通过VFF引脚和内部电路实现了快速的电压前馈，减少了系统在市电电压变化时的过冲和欠冲。

4. THD优化电路

该电路通过在市电电压过零点附近增加功率开关的导通时间，减少了交流输入电流的导通死区角，降低了总谐波失真（THD）。在实际应用中，我们可以通过优化高频滤波电容的参数，进一步提高THD优化电路的效果。

5. 电感饱和检测

当检测到电感饱和时，系统会暂时停止工作，避免MOSFET因过流而损坏。这种保护机制能够有效提高系统的可靠性，延长功率组件的使用寿命。

6. 电源管理/内务功能

通过PFC_OK引脚的禁用功能，我们可以与级联DC - DC转换器的控制IC进行通信，实现轻载时的节能控制。此外，还具备欠压保护功能，当检测到市电欠压时，系统会停止工作，避免因过流而导致的过热问题。

五、高压启动发生器的工作原理

高压启动发生器由高压N沟道FET和温度补偿电流发生器组成。在系统上电时，当市电电压达到约80V时，高压启动发生器开始工作，为Vcc电容充电。当Vcc电压达到启动阈值（典型值为12V）时，低电压芯片开始工作，高压启动发生器停止工作。在系统断电时，当Vcc电压低于UVLO阈值（典型值为9.5V）时，高压启动发生器可以重新启动。

六、应用示例与参考

意法半导体提供了EVL6564H演示板，该演示板在不同的市电电压和负载条件下都能满足EN61000 - 3 - 2和JEITA - MITI标准。通过分析演示板的电气原理图和测试波形，我们可以更好地理解L6564H的应用和性能。

七、总结与思考

L6564H作为一款高性能的PFC控制器，具备众多出色的特性和保护功能，能够满足各种节能应用的需求。在实际设计中，我们需要根据具体的应用场景和要求，合理选择外部元件，优化电路参数，以充分发挥L6564H的性能优势。同时，我们也需要思考如何进一步提高系统的可靠性和效率，为电子设备的发展做出更大的贡献。

那么，在你的设计中，是否会考虑使用L6564H呢？你对它的性能和应用还有哪些疑问或想法呢？欢迎在评论区留言讨论。