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单级PFC SIMetrix仿真分析

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whereismycat
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  • 2016-10-2 19:39:54
国庆放假闲着没事,把以前做LED电源时对单级PFC的一些粗浅理解分享一下。

目录如下:
一、为什么要使用单级PFC,单级PFC有什么优缺点。
二、单级PFC原理的仿真分析
三、单级PFC的功率因数过低的仿真分析
四、单级PFC的传导仿真分析
五、单级PFC的雷击仿真分析
六、单级PFC的输出纹波电流仿真分析
七、单级PFC的变压器计算
whereismycat
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  • 2016-10-2 19:51:03
 
一、为什么要使用单级PFC,单级PFC有什么优缺点。
   
为什么要使用单级PFC?  
普通反激PF值无法满足要求
填谷PFC等PF,谐波比普通反激有改善,适用于低要求场合
两级PFC效率偏低,成本过高


单级PFC的优缺点
优点:成本低,谐波低,效率高,可工作于QR模式。
缺点:由于输入没有电解电容,导致输出纹波大。
          由于输入没有电解电容,导致抗雷击浪涌能力差。
          由于输入没有电解电容,差模干扰大,需要更多的EMI滤波器
          同样的变压器,单级PFC比普通反激能做的功率更小


whereismycat
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  • 2016-10-5 13:38:56
 
二、单级PFC原理的仿真分析



原理:
MULT:输入整流后的馒头波形。
FB:输出误差放大器反馈信号。
CS:输入电流。
MULT信号和FB信号相乘,再与CS信号比较,去控制PWM,使得CS跟随MULT。
FB则调整输出功率大小。

最终使得电流包络信号跟随正弦半波信号,达到功率因数校正的目的。
附件为原理性仿真文件,当然实际情况比这复杂的多。
另外还有一些CONST ON TIME,CONST OFF TIME,ONE CYCLE控制等,没有使用乘法器,但是同样可以达到功率因数校正的目的。


CS,FB,MULT

CS,FB,MULT

FB乘MULT,CS

FB乘MULT,CS

12V1A PFC.rar

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whereismycat
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  • 2016-10-5 14:30:38
 
三、单级PFC的功率因数过低的仿真分析

      单级PFC功率因数过低怎么办?
      首先观察CS波形,看它是否为标准的正弦半波。

  OK的CS波形为标准的正弦半波,此时PF值会比较高。  
  NG的CS波形会产生畸变,有些畸变厉害的甚至出现断层。这时PF值会比较低。


        

标准的CS波形

标准的CS波形

畸变的CS波形

畸变的CS波形
whereismycat
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  • 2016-10-5 14:48:52
 
为什么CS波形会畸变?
1.当FB电压不稳时,FB电压与MULT相乘会畸变。
解决方法,调整环路参数,使得FB电压趋于稳定。


MULT&FB.png
whereismycat
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  • 2016-10-5 14:55:56
 
为什么CS波形会畸变?
  2.整流后CBB电容过大时,会引起MULT电压谷底被抬高,引起CS畸变。
   




MULT&CS.png
whereismycat
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  • 2016-10-5 15:06:21
 
为什么CS波形会畸变?
    3.控制量太小。     

    比如SENSE电阻过小,会导致FB电压也小(MULT*FB=RCS*ICS,RCS小则FB小),这样FB纹波造成的影响就更大。
   或者是MULT电压过大(比如说在高压输入时,MULT*FB=CS,MULT增大则FB变小),   也会引起FB电压过小,这样FB纹波造成的影响就更大。


whereismycat
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  • 2016-10-5 15:12:11
 
为什么CS波形会畸变?
    4. CS电阻过大,会引起CS信号被强制平顶。




CS.png
whereismycat
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  • 2016-10-5 15:16:50
 
三、单级PFC的功率因数过低的仿真分析

      单级PFC功率因数过低怎么办?
      第二是检查X电容是否过大,X电容会产生无功功率,X电容过大会影响PF值。


    PF=有功功率/(有功功率+无功功率)
whereismycat
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  • 2016-10-5 19:40:51
 
三、单级PFC的功率因数过低的仿真分析

      单级PFC功率因数过低怎么办?
      第三是查看DM滤波器是否过小,DM滤波器过小会引起输入电流高频成份大,引起PF过低






PFC_DM-OK.png
PFC_DMNG.png

PFC_DMOK.rar

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PFC_DMNG.rar

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DDqc2015
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  • 2016-10-9 21:57:53
 
好贴,向楼主学习
庐山94
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  • 2018-1-27 09:25:08
 
腻害
bsqhuijia
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2023-10-7 23:42:48
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版主你好,单级PFC的仿真12V1A的那个文件怎么仿出来波形有问题,需要重新设置什么器件参数吗
蓝图
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副总工程师
  • 2017-12-22 20:51:10
 
楼主,看到帖子有2个问题
1.电容的初始电压是如何确定的?
2.光耦模型是在自己搭建还是库中查询?
lhhy
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副总工程师
  • 2018-3-26 17:05:19
 
您好,这么好的论坛,尽然没有人跟帖,请问怎么联系您呢,给个联系方式,希望有机会向您请教问题。
linxiangnick
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高级工程师
  • 2018-8-10 15:31:51
 
问一下楼主,Simetrix 如何测PF和THD?
ilovegear
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初级工程师
  • 2018-8-19 23:50:47
 
PF和THD用DVM模块应该是可以测量的。否则THD可以直接测量,但是PF没办法,需要自己动手算吧。你可以参考iLedTech这个公众号里的一些仿真类文章吧。
beaboss
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初级工程师
  • 2019-3-6 16:36:35
 
MARK  学习了
sjy033032
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助理工程师
  • 2019-4-10 10:51:03
 
学习了,谢谢楼主
linmin
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高级工程师
  • 2019-5-12 06:10:08
 
学习了,谢谢
wuhen
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LV2
本网技师
  • 2019-10-29 10:43:56
 
版主,第一个12V1A PFC运行不起来啊,提示里面有几个库找不到,另外仿真选SIMetrix还是SIMPLIS,麻烦看到回复一下,非常感谢
jiekou514
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LV8
副总工程师
  • 2020-2-26 09:15:22
  • 倒数9
 
我的也是运行不起来,楼主可否帮忙查看下是什么问题?
逐影
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LV8
副总工程师
  • 2019-11-20 13:53:18
 
请问一下,如果这个反激是原边恒功率反馈,那用什么与母线电压采样相乘呢?
kidultbin
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-23 22:48:30
 
合味道
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LV3
助理工程师
  • 2020-2-23 22:49:19
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a425623964
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LV2
本网技师
  • 2020-5-30 23:05:22
  • 倒数8
 
谢谢分享
a425623964
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本网技师
  • 2020-5-30 23:12:38
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哪个软件仿真的
邵井国
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LV3
助理工程师
  • 2020-10-26 15:08:40
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单级PFC SIMetrix仿真分析
chen1098951925
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高级工程师
  • 2020-10-30 12:19:33
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学习学习
wdc
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助理工程师
  • 2021-2-24 15:47:41
  • 倒数4
 
好分享下来学习
Louis_Huang
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高级工程师
  • 2021-11-17 09:24:27
  • 倒数3
 
好贴!收藏了。
kyaas521
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高级工程师
  • 2023-9-15 14:25:55
  • 倒数2
 
pfc学习
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