(6)GND：电源地。一般推荐用个0.1uF去耦电容连接VCC到GND来滤除杂波。
(7)GD：PFC的栅驱动。对PFC的功率开关的图腾柱输出驱动管脚。内部集成了16.5V的钳位保护电路。 (8)VCC：供电电源。
芯片主要由以下十几个模块组成，分别是多矢量误差放大器、锯齿波产生电路、THD优化电路、零电流检测电路、输出过压/欠压保护电路、过流保护电路、带隙基准电路、电流偏置电路、VCC欠压锁定电路、输出驱动电路、消隐电路、逻辑控制电路等组成。下面介绍主要电路模块的功能和应用结构。 图3.2XW8201系统框图
下面结合XW8201如图3.2，来简单分析每个功能模块的功能和其工作的指标。 (1)欠压锁定模块（UVLO）：当电源电压低于8V时，输出控制信号，关断内部电源，使芯片内部所有模块停止工作，同时外部功率开关管也被关断。这样在电源低于8V时，芯片启动电流特别低，只有50μA，大大减少了启动电路的功耗。当电源电压高于12V时，芯片才能重新正常工作。 (2) 电源供电模块(SUPPLYREG)：该模块在UVLO模块正常工作后开始工作，供电系统由一个高性能、高压的带隙基准电路产生一个约为1.3V的基准电压。最后在通过一个LDO产生所需要的其他的基准电压和电源电压。
(3)多矢量电压误差放大器：误差放大器的主要功能是使PFC的输出电压稳定在400V左右。其正输入端的基准电压为2.5V。开环增益要达到60dB以上，开环带宽为1M，补偿带宽为20HZ以下。输出阻抗高达110Ω
K以上。过冲钳位电压
为2.65V，欠压钳位电压为2.35V。
(4)锯齿波产生电路：锯齿波产生电路的主要功能是产生一个从0.3V到2.7V数字电视接收器
的锯齿波和误差放大器比较，产生控制信号。由于芯片工作临界导通模式，频率可变。所以芯片的锯齿波产生电路必须要和驱动信号同步。此外，锯齿产生电路
决定了芯片的最大导通时间的精度，典型的最大导通时间是24μs。
(5) 零流检测电路：由于该校正电路工作在临界导通模式下，因此，需要零电流检测电路。当外部Boost电感端电压开始反向或者电感电流降到零时，电路输出信号控制逻辑电路，开启功率开关，实
现临界导通模式。为了避免电路的误操作，输入电压具有0.35V滞回，同时输入端口具有钳位保护功能，当输入电压高于10V 时，齐纳管击穿，钳位输入上限，当输入电压低于1V时，钳位输入下限。
(6)THD优化电路[34]: 由于零流检测电路到驱动电路存在一段时间的延时，在这段时间里功率管漏极寄生电容会通过电感L给输入滤波电容C1电容充电，导致C1有残余的电量，这样会导致整流桥不导通，产生很大的输入电流谐波失真。这种现象在输入电压过零时尤其明显。因此需要一个THD优化电路来改善这种现象。在后面将详细介绍。
(7)保护电路：XW8201提供多方面可靠的保护，它主要包括，输出电压过压保护、输出电压欠压保护、反馈环路断路保护、供电电压过压保护、过流保护。
防过敏皮带(8)电流偏置电路：由于芯片误差放大器的跨导要求很准，又因为跨导是电流的函数，所以这要求芯片电流精度比较高。设计时采用了温度补偿的方法提高了电流的精度。
(9)消隐电路：当功率管打开的时候，不可避免的会产生一个很高的毛刺，如果不加以处理的会使过流保护电路产生误触发。传统解决办法是加一个RC滤波器，但这样会引入不必要的延时，XW8201采用了消隐技术，在功率管打开的后350nsec内屏蔽过流比较器，因此功率管不会被误关断。
3.3 XW8201芯片的子模块设计与仿真验证
根据上一节芯片各个模块的设计要求和其结构特点，本节对临界导通模式的有源功率因数校正控制器XW8201中的子模块电路设计进行了详细的介绍，并给出了基于1.0um工艺，在HSPICE/CADENCE程序下的仿真结果。
3.3.1欠压锁定模块
1) 功能介绍
当电源电压低于芯片的正常工作范围时，芯片内部某些电路可能无法正常工作，这有可能产生内部逻辑错误，使外部开关管处于不确定状态。若外部开关管处于导通状态而芯片的其它部分不能正常工作时，有可能使芯片烧毁，或对外部电路造成损坏，因此，芯片内部加入欠压锁定电路是必需的，可以保证电源电压低于设定的工作门限时，外部功率管和芯片内部的大部分模块处于关断状态。该模块的主要完成功能是：当电源电压低于8V时，欠压锁定的输出UVLO输出为
高电平，关断芯片的内部供电电源模块，从而使芯片的其它模块停止工作，同时使芯片外部功率开关管关断。这时芯片的工作电流只有50μA 。当电源电压高于12V 时，芯片才能正常工作。所以在芯片电源启动过程中，电源电压会从零电平启动。当电源电压高于12V 时，输出信号UVLO 便由高电平变成低电平。其实UVLO 信号就是芯片的上电复位信号，也就是说芯片的启动电流为50μA 。
2)设计思想
为了避免比较器的输出电平在电源电压门限值附近来回翻转，导致芯片出现误动作，电路设计一般采用迟滞比较器[27]实现。迟滞比较设计可以分为内迟滞和外迟滞两种，内迟滞一般采用比较器做正反馈，这种结构较复杂，而且一般迟滞窗口比较小。外迟滞通过比较器输出端控制迟滞电阻，这种结构简单，迟滞窗口比较灵活。由于欠压锁定模块工作时，芯片带隙基准电路和LDO 模块还没有正常工作，也就是说，欠压锁定模块必须自己产生基准电压。为了使触发电压不随着工艺、温度等变化，我们需要一个不随温度、工艺等变化的参考电压。也就是说考虑到该模块是芯片最早工作的模块，它工作时带隙基准电路还没有工作，因此这个基准电压要求电路自己产生。根据以上的设计考虑，我们设计一种带隙比较器。
3)电路设计及仿真验证
带隙比较器工作原理：如图 3.3所示，当Vin<（带隙参考电压）时，R2上的压降很小，Q2的发射区面积很大，使得流过电阻R1的电流大部分从Q2流过，此时I1<I2。Q1和Q2上的电流不平衡通过电流镜电路（M1-M6）放大，转换为放大的电压Mout ，这个信号再接一级共源放大(由M7和R7组成)输出控制信号Ctrl ，最后通过两个反相器整形，输出信号UVLO 。此时UVLO 为高电平，表示此时供电电压V ref V CC 还没有达到要求，芯片内部电路不工作；当Vin>时，流过电阻R1的电流增大，而电阻R2上的压降限制了流过Q2的电流，此时I1>I2，通过电流镜像电路反映在输出端使得Ctrl 端输出低电平。同时表示供电电压V ref V CC 达到要求，芯片内部电路开始工作。此电路中参考电压的设定，以及电阻
R1,R2,R3电阻值的确定可参见下面基准电压产生电路的相关分析及计算。固定床反应器
ref
V 图3.3欠压锁定模块系统框图
1．滞回比较功能实现
Ctrl 信号通过控制场效应管Ms 的导通和关断来实现滞回比较的功能。当Ctrl 信号为高电平时Ms 导通，这时，Vin 到地的电阻为R5//R4，当Ctrl 信号为低电平时Ms 关断，Vin 到地的电阻为R5。当忽略
双极型晶体管的基极电流时，可以分析开启触发电压和关断触发电压。
start V stop V []
⋅+++⋅=54654)()(R R R R R R R V V MS MS ref start （3-1）
这里带隙的参考电压，是Ms 的导通电阻。
ref V MS R 如果忽略开关晶体管Ms 的导通电阻，上式可简化为：
MS R []
5
4654R R R R R V V ref start +⋅= （3-2） []
565R R R V V ref stop +⋅= （3-3）
其中确定和后可以求出这电阻的取值根据式（3-2）和（3-3）可得：
start V stop V stop start ref stop ref V V R V V V R −⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=541 （3-4）
561R V V R ref stop ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛−= （3-5） 55R R = （3-6）
2．触发电压误差的补偿
如图3.3所示，双极晶体管Q1和Q2的基极电流必然流过电阻R6，这个基极电流将导致触发输入电压V CC 偏高。并且这个偏差和温度有关，这会使触发电压的温度特性变差，也就是说触发电压数值将随着温度的变化而变化。这个偏差可以利用电阻R3来补偿。其原理分析如下：
由Q1的基极电流和Q2的基极电流所引起的在R6上的压降：
1B I 2B I +ΔVout 6)(21R I I Vout B B +=Δ+ （3-7）
当芯片开始工作时，由R3产生在R6上的压降为：
−ΔVout )5外脚手架定型化钢板网
//461(23122R R R R R I R Vout B +=Δ− （3-8）
令可得：
−+Δ=ΔVout Vout 当芯片开始工作时，R3的阻值表示如下：
65431
2R R R R R R = （3-9） 同理，当芯片停止工作时，R3的阻值表示如下：车载式高空作业平台
6531
2R R R R R = （3-10） 综上，实际设计中R3采用同R5和R6相同类型的电阻（high resistance poly ），其阻值取上面两式的平均为：x501
)(2656541
23R R R R R R R R += （3-11） 3．仿真结果
图3.4是电压检测电路的瞬态仿真波形，从图中可以看出，当芯片供电电压VCC 上升到12.0796V 时，检测电路输出UVLO 从高电平跳转为低电平。当VCC 下降到7.9V 时，UVLO 从低电平跳转为高电平。
图3.4 欠压锁定模块的瞬态仿真结果
图3.5是在不同温度下VCC 触发电压的仿真结果，从仿真结果可以看出，温度补偿效果明显，最高和最低电压触发电压最低，而中间电压触发电压最高。如图所示在（-25℃～90℃）温度范围内变化112mV ，（-25℃～90℃）温度范围内变化73mV ，可见温度补偿效果非常好。 start V stop V
