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原创 【你还不知道吗】第九期·技术经验分享原创大赛开始啦!

【9th原创赛】应用于新能源OBC的多段临界错相式PFC控制技术(3.3KW+6.6KW)

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1
钜微电源-小罗
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-11 19:25:55
       随着新能源市场的日益增长和爆发,每家公司都大显神通,积极推出自家的看家本领,推出了许多高可靠性,高性价比的产品。其中最为关键的OBC在此扮演着至关重要的角色,如何在竞争激烈的市场占有一席之地,即要做到产品可靠,同时又得附有极高性价比。这就需要工程师拥有敏锐的市场洞察和对整体产品方案的完整评估。做到物尽所值,从方案上.材料上去节约成本。目前主流的OBC的输出功率为3.3KW和6.6KW,输入为2相:90Vac -265Vac 输出:8V-320V等 。PFC级输出380-400V。行业内常规拓扑为XX公司的2段交错CCM模式PFC,或者XX公司的单段数字控制CCM模式(单段3.3KW),而大功率下为了追求输出电容容量小,纹波小,最佳方案选择为应用交错PFC去实现,但是交错CCM模式 EMI噪声非常难处理,必须得上SIC二极管。且2段的话,MOS的电流应力很大,可选的MOS品牌很少,成本上往往是倍感压力。
       此次借助21电源网活动,跟大家一起分享探讨由日本新电元带来的多段错相式临界模式PFC控制技术。此方案能够实现N+1段错相临界模式PFC控制技术,在满足更大功率的扩展的同时只需用普通快恢复二极管和通用常规电流MOS就能够轻松实现。在EMI和成本上,极具有竞争优势本次应用案例计划设计一个3.3KW三段错相工作模式。输入电压为160-264V国内通用电压。
输入:160Vac--264Vac
输出:400V  3.3KW(TYP)   4KW(MAX)
方案:MH2501SC+MH2511SC*2(3段错相式工作模式)
技术探讨QQ:258086935
技术讨论群: 48549215
IC特点:MH2501SC(主控)
1.主控/从控电流临界型错相式工作实现高效率・低噪音
2.只使用主控 IC 可搭建1段式 PFC并连多个从控 IC 可进行 2 段以上的错相式工作
3.具有完善的保护功能 过电压保护,过电流保护,反馈开路/短路保护,输出二极管短路保护)
4.轻负载下,可自动关闭从段,只主控工作。
5.有利于小型化・节省空间的SOP8封装
MH2511SC(从控)
1.临界模式控制。且具备过电流检测功能
2.接收上段IC輸入信号进行ON开通、且生成与前段IC相同ON的功能
3.次段停止时、输出异常信号的功能

方案大概工作模式如下:这段时间比较忙,原理图断断续续才整理好。
接下来开始LAYOUT!要抓紧时间了!



2.png
1.png
5.png

交错PFC 3000W.pdf

171.89 KB, 下载次数: 113

xd285070
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副总工程师
  • 2018-4-11 19:35:11
 
支持下罗工,6666
唐云东
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助理工程师
  • 2018-4-11 19:53:16
 
坐等大神,对了罗工这个方便调压母线电压吗?
钜微电源-小罗
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副总工程师
  • 2018-4-18 11:50:53
 
方便的  只需要调节主控的FB反馈就可以调节输出电压
xhinhust
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本网技工
  • 2018-4-13 16:52:48
 
搬上小板凳,认真听课
wangdongchun
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副总工程师
  • 2018-4-13 21:09:25
 
期待楼主的资料分享  http://bbs.21dianyuan.com/thread-298154-1-1.html本人的作品还望坛友能指点一二
jinlinzhang
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副总工程师
  • 2018-4-14 10:14:34
 
我怕罗工下面又没了
钜微电源-小罗
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副总工程师
  • 2018-4-18 11:51:21
 
一直断断续续的忙  这几天在整理原理图
liaozhaocheng
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版主
  • 2018-4-14 21:45:39
 
坐等罗工开讲
weixiu123
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副总工程师
  • 2018-4-15 12:34:20
 
关注一下   
文章大人
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副总工程师
  • 2018-4-16 12:19:00
 
企待继续
one-piece
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副总工程师
  • 2018-4-19 16:44:44
 
1、现在PFC+LLC都是用DSP来控制的,需要驱动IC但IC只是做驱动用,各种保护软件集成了,跟您的三个驱动IC肯定省钱了;2、为了追求LLC工作在更好的直流增益曲线上,PFC的输出并不是定值而是有一定范围的,因为整个OBC的输出就是一个宽范围的浮充的过程;
3、你这个还是在桥式的基础上做PFC的,先不说整体效率,桥式和无桥之间相比就已经差了一个二极管的损耗了;
4、多段可以提高功率,但是提高功率为什么不用三电平呢。
一家之言,还望指教。
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-19 17:13:04
 
dsp加驱动ic,得多少钱?几十块加10多块,在说模式,一般的dsp可能还只能撸ccm,交错的qr模式,表示见识比较少,在说调电压,硬件的分压电阻,给个直流偏执就很好的调整输出电压了,轮开发难度,dsp那起步不是一般的高,可靠性还大打折扣。无桥的在功率较大的时候,mos管的损耗不见得就比二极管的低了,在考虑其EMI,EMC,可能就相对更难了,高频数字方案是趋势,但是往往都是大公司的专利,小公司折腾感觉是费钱,不讨好的节奏。
one-piece
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-20 09:37:18
 
1、关于DSP,我的意思是你控制LLC肯定得用DSP吧不可能LLC也用硬件来处理,如果都是硬件,那和整车通讯怎么办呢,毕竟是OBC,肯定得符合整车CAN通讯协议吧。所以这个DSP是必须要的,个人觉得没有多加成本;
2、确实接触的OBC中CCM模式控制的比较多,楼主可以讲讲三种控制模式的优缺点,普及下;EMC/EMI涉及的方面就多了,个人认为不仅仅是哪种控制方式的问题;
3、如果PFC采用硬件控制,后极的LLC不还得采样PFC输出的电压么,又会增加一个采样电路了;
一家之言,还望指教
钜微电源-小罗
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-20 14:07:24
 
可能我这标题取的比较局限,单指了OBC市场。造成了误解  抱歉!
1,目前OBC上DSP是主流了,不过也是LLC那级会多些,PFC这级应该主流还是硬件去做(请指正,因为我也没做过OBC),具体的工作模式还是CCM交错
2,CCM和CRM在拓扑结构上都有着各自的优劣势。具体表现在功率级别上,本次帖子其实主要是想表达可以采用多段相位的CRM模式去对应大功率下只能采用交错CCM困扰。例如3.3KW,即使是DSP的话,也还是交错CCM模式。而CCM的噪声和为了处理噪声带来的成本是相对比较高的,例如采用SIC整流管,2段下采用更大规格的MOS管。这时候会有多一种选择,采用多相临界模式去控制。
3,以下图片是CRM和CCM的整体效率,器件还有EMI噪声的对比(单段的数据对比)请指正!!!

全方位比对

全方位比对

EMI噪声对比

EMI噪声对比
luck_gfb@163.com
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副总工程师
  • 2018-6-1 14:04:44
  • 倒数3
 
临界模式也存在电感电流峰值大的问题,电感易饱和,楼主怎么考虑的
xd285070
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-20 20:39:04
  • 倒数9
 
通信和llc有没有必然的联系,和dsp也没有必然的联系啊,can通信,一般的mcu就完全可以了
--
dsp来撸llc,我见到的大部分就是把dsp做个vco振荡器,说得难听点,效果可能还不如6599,不论是成本,还是可靠性,还是研发的难度,DSP都不占优势,只是说比较灵活,那天谁要是用dsp把llc的自适应死区撸出来了,那才牛逼。
--
调不调pfc电路的输出电压还是要依据后面的结构而定,采样什么的相对来说都不是问题。
--
很可惜,就我个人经验而言,我觉得硬件比软件来做要好的多,我是个硬件派
liaozhaocheng
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版主
  • 2018-4-20 22:26:21
  • 倒数8
 
硬件控制来得更直接些,更接近基本。但软件控制也是趋势。
对比起来我感觉就像汇编语言跟其它高级语言一样。汇编语言更接近机器,但高级语言更灵活
当然,用什么控制还得折中取舍,相信 LZ 罗工也有自己的考虑。
钜微电源-小罗
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LV8
副总工程师
  • 2018-4-26 13:28:23
  • 倒数7
 
是的,PWM只是个控制信号   相对硬件控制来的更简单点。既懂软件又能干硬件的,太少了
电源小新
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版主
  • 2018-4-26 15:16:57
  • 倒数6
 
既懂软件又能干硬件的,太少了
说的对。

liaozhaocheng
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  • 2018-4-27 18:28:15
  • 倒数5
 
罗工搞不搞软件?
xxyytt
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本网技工
  • 2018-4-20 20:01:23
  • 倒数10
 
学习下!
SkyCode
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高级工程师
  • 2018-5-22 15:08:17
  • 倒数4
 
催更啦
来领盒饭
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  • 2018-6-1 15:11:26
  • 倒数2
 
罗工,原理图什么时候出来,等了很久了
SkyCode
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高级工程师
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  • 2018-6-11 15:42:52
  • 倒数1
 
对啊,等很久了
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