随着电子技术的快速发展,电子设备的功率不断增大,设计开关电源迎来越来越多的挑战。其中提高功率因数(PF)、降低谐波含量、改善电力环境和减少电能的浪费变得尤为重要。随着人们对电能质量和电力环境的保护意识逐步增强,有源功率因数校正技术将获得更加广泛的应用。针对便携式电子产品的适配器、充电器对高PF和高输出精度的要求,本文设计了一款用于两级AC-DC变换器的控制芯片,包括以Boost为主拓扑的PF控制电路和后级反激式变换器为主拓扑的恒流恒压电路。本文采用了一种基于单周期的控制方式来提高PF,与传统的控制方式相比,虽然只能用于两级PFC电路,但省去了复杂的乘法器,通过控制占空比来调节输入电流,简化了电路,使得输入电流和输入电压同频同相,实现高PF。本文的PF控制器采用脉冲宽度调制模式(PWM)模式,通过占空比与输入电流的关系来构建电路,然后对输出电压的采样值进行两次积分,通过输出电压和输入电压的差值与积分后的电压进行比较后采样积分时间,再通过逻辑电路得到需要的占空比从而实现控制。后级恒流恒压采用原边反馈结构,恒压采用PWM模式,通过负载的变化调节导通时间,从而实现恒压。恒流输出时,采用脉冲频率调制(PFM),通过辅助绕组检测去磁时间,通过压控振荡器(VCO)来调整频率,使得去磁时间与频率的乘积不变从而保持输出电流恒定。在理论分析的基础上,论文给出了系统的框图和电路仿真设计。本文所设计的控制芯片采用华虹NEC 1μm 5V/40V HVCMOS工艺进行绘制版图并流片,对设计样机进行测试。结果表明,在不同的输入电压和负载下,系统的PF值均能达到0.99以上,谐波畸变率(THD)小于20%。后级恒压输出精度在1.6%以内,线性调整率和负载调整率在1.5%以内。恒流输出精度为1.8%,线性调整率在2%以内,负载调整率在2.8%以内,转换效率在不同情况下皆大于75%,满足设计指标。由此可见,本文提出的控制芯片在中小功率适配器中有着较好的应用前景。