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未解决

PFC 电感供电线路简单问题求解释

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mingchristian
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高级工程师
  • 2018-10-22 16:51:06
50问答币
常用的PFC 电感辅助绕组供电线路,图摘自ST L6562规格书中线路,图中参与供电线路元件R14、C5、D2、D8、C29、与PFC电感;
有以下问题请各位大侠协助解答,感谢!!

1、此线路的工作过程能否帮忙说明一下,或者给个说明文件;
2、线路中,D2/D8组成的属于哪一类电路?不是升压与降压,感觉像是半桥,是吗?
3、D2实际使用稳压管吗?D2在半周期内有电流通过吗?若有,那是否选用二极管较优?
4、C5作用是什么?如何选取?如何判定?
5、其他还没想到,看各位大神回帖子再学习

感谢感谢!!
6562.png
能源消耗
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副总工程师
  • 2018-10-22 17:20:24
 
这是很典型的PFC升压电路。

PFC芯片都有具备的功能;  1   2脚为输出电压回馈环的内部比较器。3脚过输入过欠压监测 ,4脚电流采用,5脚为相位角校正  ,6脚接地,7脚输出。8脚VCC供电。    这些规格书都有描述。

C5电容为高频隔直电容。D2   18V稳压管,目的是稳定VCC供电电源不超出18V。保护芯片安全和PWM输出幅度的钳位。但这个稳压管可以放在D8的阳极端,
因为这个电路是芯片典型参考电路。仅仅是参考,自己可以优化。也可以用2极管代替D2位置做为剩磁复位用,电流很小。把稳压18V管放在D8正极端。
C5选值104-1UF。采用CBB就可以了。


mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-23 08:02:20
 
1、尝试把D2断开,C29电解电容点无电压了;
2、若按线路中连接,在R14右端(即绕组同名端)测试为交流信号±30V,有正有负,但通过C5后,在C5左端测试为直流信号,幅值为+60V,这是什么原因?

nc965
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  • 2018-10-23 09:00:42
 
按3楼的模型给你解释:
1、D2断开,就断开了绕组的交流通道,电容不能通过直流,就没输出电压了。
2、C5左端电压对多只能是VCC(25V)加D8压降(0.7V),60V说明芯片(或者D8)已经损坏。
10.png
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-23 09:41:00
 
1、没输出电压我觉得我思考一下能理解;
2、为了做这个实验,在线路的输出端我并未接IC(IC独立供电),是在电解电容两端接100K电阻,当接电阻时,电压大概为32V,更输入的波动电压幅值接近,
不接电阻就是60V多,跟输出电压的幅值2倍接近,是不是只接电解电容不接电阻,会呈现倍压一样的功能?
nc965
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  • 2018-10-23 09:49:57
 
2、60V是干扰信号引起的,说明你漏感很大,意外尖峰幅度达到此值,并无倍率关系。即使32V也超过了芯片应用需要,应该降下来。
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-23 11:49:50
 
看波形尖峰不像是很大,下午把各点波形勾取出来再请版主分析;至于这个32V,因为负载只是电解电容和电阻,非IC,故此处暂时忽略是否会损坏IC吧,这次只是想研究好这个线路的逻辑原理性能什么的,电压改一下匝比应该可以调下来吧
nc965
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  • 2018-10-23 12:39:08
 
波形不用看了,原理和设计方法彼贴已经说得很明白了匝比由采样信号确定,32V靠电容电阻确定(而不是匝比)。
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-23 13:46:57
 
我改变电容与电阻的值,就能改变电压的意思吗?
nc965
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  • 2018-10-23 15:04:57
 
是的,但是二者的设计思路有不同(详见彼贴)
能源消耗
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LV8
副总工程师
  • 2018-10-24 08:42:32
  • 倒数6
 
正负30V太高了,少绕几圈控制在  正负15V-20V,单波整流哪里有那么高,在滤波电容处并个高频104电容。在C5一头串个电阻也可以衰减电压幅度(典型)。或 线圈两端 加个匹配电阻也可以可以衰减。稳压管18V必须要放在滤波电容处。再不行就放个三级管稳压电路。
这么简单的电路,问这么多,自己不去动手琢磨,最起码的基础都弄不好。这么做电源啊。。。
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-24 09:14:33
  • 倒数5
 
感谢指导,已经在动手测试,在过程中有不懂的所以提出希望得到解答;

上面回帖大概提到,本次负载非IC,仅为电阻,所以正负30V高不高都不要紧,我尝试减少匝比能降低电压,但在其他大神回帖中并不仅仅是这一个原因,故还未完全懂的情况下依然询问;

高频电容与串联电阻的值如何确定?依靠波形判断振荡是否符合要求么 ?

如果仅是单波整流,为何取消稳压管就不能工作呢?说明稳压管还是会有正向导通电流,而非仅其稳压作用吧,我使用二极管替代稳压管实验,能工作,取消即不能;

对于各位大神来说问题比较简单,但我愚钝,所以在此请教;

nc965
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  • 2018-10-24 09:40:36
  • 倒数4
 
高频电容与串联电阻的值如何确定?依靠波形判断振荡是否符合要求么 ?
(摘录)这个电路的设计方法
1、辅助绕组的设计参数只考虑采样的信号完整性(这个需要考虑匝比、幅度以及绕组间漏感引起的信号畸变),完全不必考虑VCC供电需求(这个则无波形要求)
2、C决定VCC供电能量,同时决定了R的发热量,在能满足VCC供电需要的前提下尽量用较小的容量,这样损耗才小,效率才高(电容量由此决定)。
3、C确定之后,调整R使其阻尼效果最大化(谐振最弱化),发热最大化。意思是使回路(电阻)上的高频交流电流最大化,从而获得最大功率的VCC输出,并最大限度的减少对采样波形的影响(电阻值由此决定)。

此外,电容耐压和电阻功率可由实测确定,不是小数(需高度重视)。

如果仅是单波整流,为何取消稳压管就不能工作呢?
(摘录为使电容耦合成立,必须交流,稍微细心一点的人可以发现,这个通道上一定是交流的,正负半周都有通道才行,无一例外,那个外置的稳压管是必须的。

说明稳压管还是会有正向导通电流,而非仅其稳压作用吧,我使用二极管替代稳压管实验,能工作。
稳压管有正向导通电流,是为了在电容上获得交变电流,有反向电流才是为了稳压。稳压的目的是为了分担或减轻芯片内稳压管(6楼)的热应力。当你确认其热应力(即使在极端工况下仍然)较小无需分担时,完全可以(而且应该)用二极管代替这个稳压管。
能源消耗
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2018-10-24 15:47:52
  • 倒数1
 
还是支持965板主耐心的,细致点评指导。毕竟有新萌。不细致解答,真不理解。
nc965
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  • 2018-10-22 19:23:47
 
mingchristian
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高级工程师
  • 2018-10-23 08:02:44
 
需详细阅读版主的帖子才能回复了
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2018-10-23 11:09:37
 
这是一个典型的倍压整流电路,最终的VCC电压正比于匝比和输出大电容上的电压。与输入电压无关。
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-23 11:50:35
 
应该与输入电压有关吧,电感两端电压=VO-VIN,对应辅助侧就是除匝比,是吗?
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2018-10-23 13:43:49
 
跟输入电压无关,只跟输出电压和匝比成正比。你细细体会一下,就明白了。
你想一下,输入电压是宽范围的,如果跟输入电压成正比,那VCC会很不稳,需要额外稳压。而输出电压在稳态是固定的,所以跟输出成比例是正确的设计方向。
nc965
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  • 2018-10-23 15:10:56
 
你是对的,同时注意VIN还是馒头波(0~Vin_pk),因此VO-VIN变化很大,但这个电压还要分正负半周,正半周幅度才是绕组输出电压,而且正半周的电压也是馒头包罗,这也是采样匝比不能太大以及不能直接供电的根本原因,设计难点就在于这些矛盾的机制中,特别是全电压应用时。
joezzhang
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LV8
副总工程师
  • 2018-10-23 17:54:34
 
MOSFET开通的时候是Vin,关断的时候是Vo-Vin

低压的时候Vin*匝比的时间长,Vcc偏低,所以要搞倍压整流提高电压;

高压的时候(Vo-Vin)*匝比的时间长,经过倍压整流后Vcc就高了,所以把倍压整流中的一个二极管换成稳压管,钳住最高电压。

电阻是限流用的,确保高压输入的时候稳压管不过功率,同时应留意低压时其压降不会造成Vcc过低。
nc965
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  • 2018-10-23 17:57:43
 
摘录彼贴:
有人说这是倍压、电荷泵,反激什么的,都是自己在给自己下套。
joezzhang
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LV8
副总工程师
  • 2018-10-23 18:23:57
  • 倒数10
 
实际就是一个倍压电路的形式啊,换成电阻会看到电压降低。

当然这里的主要作用不是为了倍压,所以增加点圈数换电阻也能工作,只是损耗大
nc965
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  • 2018-10-23 21:32:39
  • 倒数9
 
再摘录一段:
这个问题并不重要,大家各自理解,能应付工程需要就行,不想多说
Coming.Lu
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  • 2018-10-24 08:09:21
  • 倒数8
 
类似倍压整流。
mingchristian
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LV6
高级工程师
  • 2018-10-24 08:14:14
  • 倒数7
 
陆工能否稍微解释一下其工作过程。。。。。。
Coming.Lu
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  • 2018-10-24 12:23:41
  • 倒数3
 
自己搜一下倍压整流吧。
st.you
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LV10
总工程师
  • 2018-10-24 13:38:41
  • 倒数2
 
PFC电感两端电压+输入电压= 输出电压,输出电压是稳定的    而辅助供电绕组也包含有输入电压和PFC电感两端电压的信息,只是按匝数比降下来而已。
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