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【龙腾原创】浅谈单级PFC BUCK拓扑中的浮地技术

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Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-12 21:43:51
到目前为止,应用于LED驱动的方案越来越多,特别像单级PFC BUCK拓扑的IC也属不胜数;
国内做这类驱动IC的技术也是越来越成熟,现谈谈单级PFC BUCK拓扑中的浮地技术:

收藏收藏8
拒绝变帅
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总工程师
  • 2014-3-12 21:46:49
 
mark!
说到浮地技术,小心shi厂长来捣乱。
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-12 21:51:52
 
shi厂长是哪位?
难道这其中有故事?
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-12 21:50:58
 
现上图,举个实例:


Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-12 21:54:23
 
浮地有个好处:可以减小共模滤波电感的大小,甚至可以拿掉共模电感;
可以省去一些BOM的成本;
那么否地又有哪些缺点呢?
zhojianjin
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高级工程师
  • 2014-3-12 22:26:40
 
浮地省出一些成本,浮地与直接到地,动态与静态怎样,麻烦楼主说说
huhushuai
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高级工程师
  • 2014-3-25 19:57:14
 
不太懂,望楼主说说
jimmy
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版主
  • 2014-3-13 12:52:22
 
楼上兄弟能否解释下为何可以减小共模电感的大小,这点不是很明白
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-13 13:28:43
 
你确定???我看一个资料上浮地的实验 损耗更大
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-25 08:07:34
 
根据2楼这个电路图,你可以指出那个点开始是真正浮地点吗?这个点有什么电压特性。
3608727
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高级工程师
  • 2014-3-13 10:32:59
 
楼主 你这是buck PFC 架构好吧


别把PSR和BUCK弄错了
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-13 11:04:08
 
不好意思,是BUCK PFC架构;
看错了!
gaon
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LV8
副总工程师
  • 2014-3-13 21:15:26
 
楼主的态度蛮诚恳,不知道能不能在一楼编辑整理,这样看着清楚一些,活动过后也能形成一份很好资料。
关于浮地,是说只有电感相连,不接其他点吗?这样会不会存在安全隐患?
相应的标准有支持吗,能不能也讲解一下?
回贴的知道也请帮忙解答。
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-24 13:15:25
 
浮地,即该电路的地与大地无导体连接。『 虚地:没有接地,却和地等电位的点。』
其优点是该电路不受大地电性能的影响。浮地可使功率地(强电地)和信号地(弱电
地)之间的隔离电阻很大,所以能阻止共地阻抗电路性耦合产生的电磁干扰。
其缺点是该电路易受寄生电容的影响,而使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路
的感应干扰。
一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积累
的电荷。注意控制释放电阻的阻抗,太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性。

Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-24 13:19:40
 
1:浮地技术的应用

a交流电源地与直流电源地分开

一般交流电源的零线是接地的。但由于存在接地电阻和其上流过的电流,导致电源
的零线电位并非为大地的零电位。另外,交流电源的零线上往往存在很多干扰,如果交流电源地与直流电源地不分开,将对直流电源和后续的直流电路正常工作产生影响。因此,采用把交流电源地与直流电源地分开的浮地技术,可以隔离来自交流电源地线的干扰。

b 放大器的浮地技术

对于放大器而言,特别是微小输入信号和高增益的放大器,在输入端的任何微小的
干扰信号都可能导致工作异常。因此,采用放大器的浮地技术,可以阻断干扰信号的进入,提高放大器的电磁兼容能力。

c 浮地技术的注意事项

1)尽量提高浮地系统的对地绝缘电阻,从而有利于降低进入浮地系统之中的共模
干扰电流。

2)注意浮地系统对地存在的寄生电容,高频干扰信号通过寄生电容仍然可能耦合
到浮地系统之中。

3)浮地技术必须与屏蔽、隔离等电磁兼容性技术相互结合应用,才能收到更好的
预期效果。

4)采用浮地技术时,应当注意静电和电压反击对设备和人身的危害。
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-24 13:29:59
 
楼主的分享很给力!!!
听说一般实验室时会有什么防止地干扰,就是自己加电时地线该接哪里,要不要会被别人干扰或者干扰到别人,好像有时还会坏东西,一直搞不清楚。哪位大神知道?
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-24 13:24:08
 
关于浮地有相应的标准有支持的,安全标准GB4943(对应IEC60950)中有提到:
(2)浮地时.由于设备不与公共地相连,容易在两者间造成静电积累,当电荷积累到一定程度后,在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈的静电放电,而成为破环性很强的骚扰源。一个折中方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积累的电荷。注意控制释放电阻的阻抗,太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-24 13:29:33
 
接上一楼的:


(3)尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,而形成各种共模电流环路,因此并不能有效地减小高频共模干扰电流,使得注入到端口上的共模电流必然会流过产品中的所有电路。同时在高频的情况下,浮地反而会降低产品的抗干扰能力。通过分析,就可以看到浮地在高频下并不能给产品带来多少EMC的好处,相反,反而会使EMC情况恶化。以电快速瞬变脉冲群测试为例,基于电快速瞬变脉冲群测试原理,首先画出当电快速瞬变脉冲群共模干扰信号施加在其中一根电缆线上时的测试原理图。被测设备按照IEC61000-4-4或IS07637-2/3标准规定的电快速瞬变脉冲群( EFTlB)测试要求.放置在离参考平面lOcm高的地方,C3是被测设备电路板与参考接地平面之间的寄生电容,C4是被测设备的电缆2与参考接地平面之间的寄生电容。寄生电容G、C4的大小通常可以按照第2章的描述来进行计算。这里假设:G≈lOpF,C4≈50pF(注:如果大于50pF可以用15 0Q代替)。(4)由于浮地产品不存在接地,产品中的电缆很容易被电路中的共模电压源所驱动而产生辐射(接地时,接地点可以在共模电压源与电缆之间,而消除辐射)。图4-1给出了上述浮地设备产生EMI问题的原理。图4-2中的两根未接地的电缆正好犹如对称振子天线的两极,当信号回流在具有阻抗ZCM(寄生电感造成的)的地线上产生压降AV时,就会驱动对称振子天线形成电流驱动模式的共模辐射。如果将图4-3所示的产品在电缆的一端接地,将有利于EMC。就EMI而言,此时只有电缆#2成为共模辐射的天线,由关于单极天线的辐射原理可知,产品的整体辐射会有所降低。图4-4给出了该设备一端接地时产生EMI问题的原理。如果将图4-4所示的产品在两根电缆的I/O接口处都进行接地(这里一定要保证两个接地点之间的阻抗为零),将进一步有利于EMC。就EMI而言,此时原来成为天线的两根电缆都被接地,共模辐射消失(图4-5)。这是该设备两端都接地时解决EMI问题的原理。当然,从机械结构构架上考虑,移动电缆的位置也是比较好的解决方式,如前所描述的那样,单个接地点就可以解决EMC问题。从以上分析可以看出:●浮地并不是解决高频共模干扰的好方法,所谓的浮地,在高频下(如EFTlB、ESD、传导骚扰,辐射骚扰等测试)并不能像想象中的那样可以防止产品受高频共模干扰的影响。因此产品设计中,要尽量避免存在“悬空”的地。●在高频下,接地更有利于EMC,它能使共模电流不流过电路,而流向大地,而且接地点的选择对共模干扰的路径改变很重要。●浮地只有在较低频(如工频)时,才对抗干扰有好处。在高频下,如果在万不得已要进行浮地设计时,应充分考虑共模电流回路中所有寄生电容的影响,如果寄生电容的存在不至于增加流过电路的共模干扰电流.那么这个浮地设计是可以接受的。
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-25 08:18:47
 
你讲的这些书本上共模干扰,寄生电容之类的概念其实与电路为什么产生浮地现象没有什么关系。我们要找出浮地的普遍现象,就是说在那种电路结构,电路肯定就是浮地的。
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-30 21:47:15
 
那施厂讲一讲对电路结构中“浮低”的见解。
oldfang
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副总工程师
  • 2014-3-31 09:34:49
 
有没有单击PFC的电路,只须一个电感的那种,例如7732这种带PFC的PSR有没有只用一个电感的电路?
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-31 09:54:45
  • 倒数10
 
我对电路结构形成“浮地”的见解,一般人都不认可,但是自己觉得是正确的,因为通过几种方法测试电压特性是一目了然的。你自己是怎么研究的?先谈谈你自己的意见(不是书本的)。
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-31 09:58:27
  • 倒数9
 
大概是什么理论?
地是一门很高深的学问,尤其是浮地
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-31 10:12:11
  • 倒数8
 
你任意发几张电源电路图,你先讲你理解“浮地”点、以及理由,之后我再讲“浮地”点及理由。
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-31 10:14:53
  • 倒数7
 
配套的电路图没有,有个关于浮地的PDF,主要讲效率的
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-31 11:36:26
  • 倒数6
 
你讲的效率是指功率因数吗?
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-31 12:31:30
  • 倒数5
 
是效率,我上传了个附件,在最后那部分讲到各种静态点和浮地对电源的影响 (精)高频变压器分布电容的影响因素分析.pdf
shiyunping
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副总工程师
  • 2014-3-31 14:08:03
  • 倒数4
 
你上传的文件,对电路“浮地”形成的概念驴头不对马嘴。
司马仲达
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总工程师
  • 2014-3-31 14:14:48
  • 倒数3
 
哪一段??
司马仲达
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总工程师
  • 2014-5-24 12:58:49
  • 倒数2
 
请教楼主两个超级难的问题,1、原边反馈PSR和次级最终输出反馈SSR,哪一种反应速度更快?负载调整率更好?2、输入电压越大的话,是不是系统增益更大,系统速度越快?谢谢
tlhuaz
  • tlhuaz
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最新回复
  • 2023-3-9 09:18:17
  • 倒数1
 
SSR和SR有什么区别
huhushuai
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高级工程师
  • 2014-3-13 20:18:46
 
跟的楼主,扩展下这方面的知识。
huangjin298
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本网技师
  • 2014-3-13 20:41:39
 
看看!!!!!!
eric.wentx
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版主
  • 2014-3-24 13:38:25
 
浮地,一直是热点及难点!
Jackson_19
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高级工程师
  • 2014-3-24 17:56:39
 
正是因为热点及难点,所以要拿出来讨论啊!
batteryli
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副总工程师
  • 2014-3-25 08:02:15
 
SD的,这是我去年学习开发以来第一个正式的案子呢,现在还有印象。看此贴子之前还不知道有浮地这个说法,只是把反馈当作反激的次级来理解,相当于用反激的次边来控制开关管。而我觉得Buck-PFC有意思的地方在于峰值电流的计算,因为电感提供
能量的周期在Vi>vo这段时间内,所以峰值电流比起反激单级PFC的峰值高出很多呢,具体公式还没有推算出来过,希望房主能提供一个公式出来看看好吗?
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