液晶电视PFC电路过零检测电路有什么作用？坏了有什么故障现象？

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一、PFC电路为什么要有过零检测电路？

在普通的开关电源（没有PFC）中，整流桥后的大电容会使输入电流呈尖锐的脉冲（只在交流电压峰值附近导通），导致功率因数（PF）很低，谐波含量高，对电网造成污染。

PFC电路的目的，就是让输入电流“跟随”输入电压的波形，使其也变为光滑的正弦波，并且同相位，从而将功率因数提升到接近1。

为了实现这个“跟随”，PFC控制芯片（如NCP1654, L6562, FAN7930等）必须知道交流输入电压的实时相位信息。而过零检测电路，就是为芯片提供这个关键的信息。

二、过零检测电路的工作原理

过零检测电路的核心任务：检测升压电感（PFC电感）的电流下降到零的时刻，并将这个时刻以电压信号的形式通知给PFC控制芯片。

注意：这里检测的“过零”并非直接检测交流输入的电压过零点，而是间接地通过检测升压电感的退磁（电流下降到零）点来反映输入的过零信息。这是因为在Boost升压拓扑中，电感电流的过零与输入电压的过零是密切相关的。

液晶电视PFC电路典型的过零检测电路通常由储能电感的辅助绕组和分压电阻组成。

如图示

工作原理：(以上图为例)

①开关管导通阶段

PFC电路中的MOSFET开关管（V810和V811）导通，+300v输入电流经PFC储能电感（L811）的主绕组和开关管（V810、v81i）以及电流检测电阻R820和R821到地。

此时，电感开始储能，电感电流线性上升。

在辅助绕组L1上，会感应出一个正电压（根据异名端原则）通过分压电阻R816送到PFC电源芯片过零检测脚⑤脚。

此时，PFC芯片的ZCD(过零检测)引脚电压维持在一个高电平（如5V）。芯片知道此时电感正在充电，未到过零时刻。

如图示

②当开关管关断时

当开关管（V810、V811）关断时，电感中储存的能量要通过续流二极管VD812向输出电容和负载释放能量。

此时储能电感电流开始线性下降。在辅助绕组L1上会感应出一个反相负电压。

这个反相负电压通过电阻R816分压，在芯片⑤脚上形成一个负压。

如图示

③电流过零时刻 识别
芯片⑤脚电压由正到负跳变，就是PFC控制芯片等待的“过零信号”。

芯片内部的比较器会捕捉到这个跳变信号，并据此判断：“电感电流已降为零，磁场已完全复位，现在可以安全地再次开启开关管了！”

三、过零检测信号的作用

①决定开关管再次开启的时机

②确保每个开关周期都从零电流开始，实现了零电流开关（ZCS），大大降低了开关损耗，提高了效率。

③为芯片提供同步信息

这个信号的频率和相位直接反映了输入交流电的频率和相位。芯片内部的乘法器利用这个信息，来生成一个电流参考信号，命令MOSFET的导通时间，从而使输入电流波形“模仿”输入电压波形，实现功率因数校正。

四、如果过零检测电路出现故障（例如辅助绕组开路、限流电阻变大，ZCD信号就会丢失或异常，导致PFC电路无法正常工作。常见的故障现象包括：功率因数急剧下降、输入电流畸变、开关管发热严重甚至烧毁、输出电压不稳定等。

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打破沙锅问到底

为什么有的液晶电视的PFC电路中没有设计过零检测电路：