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高PF PSR IC 原理请教

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mingchristian
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副总工程师
  • 2019-3-5 22:34:57
20问答币
召唤各位大神:


1.据不严谨了解,高PF PSR IC 基本都仅用峰值电流检测控制输出,且多为恒流,控制逻辑无其他模式,是否必须峰值电流检测才能实现高PF?;


2.恒压少见能做高PF的,是否?


3.高PF的实现原理是如何?峰值电流与Vin波形比较(乘法计算)?  与L6562类似?  或是其他原理?




以上问题请各位大神不吝赐教,非常感谢!!

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楼主您好,在16楼时已回答了您13楼问题。 有3棵典型的PFC芯片,L6562,NCP1607,IR1150 这三棵都是经典的代表,每一棵工作模式都不一样。推荐您好好了解一下这几棵芯片,或者能解决您的问题。
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nc965
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  • 2019-3-5 22:47:03
 
这种IC多为LED驱动,因此大多为恒流,但凡(高P)反激都有峰值电流控制,这种芯片也不例外,其PFC算法多为固定Ton临界模式的近似算法,其恒流算法应为与峰值电流有关的周期包络,有的IC内含乘法器,但恐非AV乘法。如果想改为恒压,外部补偿一下应该可行。
mingchristian
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  • 2019-3-6 08:18:57
 
版主的回复很深奥,我需要消化一下
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-6 00:22:34
 
之前见过一个几年前的贴子,讲得很详细,您自己去找找吧!!
1、这类芯片因为工作于固定导通时间模式,属于电压型控制芯片。(即不是采用峰值电流控制方式)
2、恒压恒流芯片都有。
3、L6562是棵历史比较悠久的芯片,在应用中大家发现其导通时间是不变的,L6562是电流型芯片,若改用固定导通时间模式,将大大简化电路,也降低芯片的成本(硬件乘法器是要求比较高的,省去了硬件乘法器成本自然少了) 如NCP1607就是这样类型的芯片。

mingchristian
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副总工程师
  • 2019-3-6 08:17:58
 
帖子的名字关键词大概是什么?
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-6 13:05:16
 

您好,原理其实很简单,特别是恒流输出。在带载情况下,效率是相对稳定的,
若输入电压为Vin  ,反射电压为Vf   
则占空比D=Vf/(Vf+Vin)
将D作为参考控制原边电流I,则有D上升I也上升,D下降I也下降。
我们再看个问题,当输出电压上升,则有D上升,随之而来的是I也上升,那输入功率就变大,从而保持恒流效果。
同样输入电压变化时同样也稳住输出电流。

还有之前看到的那贴子可能时间久远了些,刚刚我也没找到。

anthony
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版主
  • 2019-3-6 09:33:05
 
目前电流模式是主流
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-6 12:48:52
 
现在非常多的电压型,早期大多以电流型芯片为主。
nc965
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版主
  • 2019-3-6 14:45:45
 
电压型也无一例外对电流采样
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-6 14:53:56
 
版主大人好,我们可以用L6562与NCP1607来做一个对比,L6562每周期都对电流进行比较,而NCP1607在正常工作中不对电流进行采样与比较。
如有不对的地方,请指正,谢谢!!!
nc965
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  • 2019-3-6 14:58:03
 
是的,控制方法有差别,每个芯片不同,尽管看上去都对峰值电流采了样。
tini1234
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副总工程师
  • 2019-3-6 09:33:29
 
要实现高PFC就要电流相位跟随电压,这个肯定通用,单级PFC也可以做恒压,纹波比较大而已。
mingchristian
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  • 2019-3-7 08:02:24
 
感觉我说的问题好像不大清楚,大家都跑偏了;

我想了解的是PFC的控制方式,昨天查资料了解到,PSR多是以固定频率,固定开通时间,因输入电压为正弦波,加在电感上电压不一样,所以△I不一样,即Ipk不一样;从而使Ipk跟随Vin,Ipk的平均值包络呈正弦波,达到PFC功能;


nc965
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  • 2019-3-7 08:11:55
 
正确,但这只是PFC,还有PSR,是另外一套办法,也查查资料了解一下,就完美了。
mingchristian
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副总工程师
  • 2019-3-7 13:52:36
 
国产IC规格书都没说清楚,查了ON的还算说了一点;

我想知道的是,同一个IC,PSR IC,如何控制做到高PF的同时还能恒流控制;

这里就两个问题了,如何PFC,又如何恒流。。。。。
nc965
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  • 2019-3-7 15:20:50
 
第一个问题你已经解决了,第二个问题如2楼所述,是与峰值电流相关的工频周期包罗,平均功率不变的意思,有的需要对输入电压采样,有的还需要积分,一般方法是调整CS内部基准电平(即Ton),这就与PFC兼容了。
电子古董
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  • 2019-3-7 08:56:58
 
PFC+PSR=APFC;这个IC的类型早期多为CCM模式,但现在很多公司2017年已经成功推出了CV+CC模式了;比如OB、BP、美芯晟等。但是,APFC做恒压输出,要想PF值达到最大,输出必须满载,轻载的时候会破坏PFC的运算,PF值会严重下降的。
至于工作原理可没那么简单,更需要去找一两款IC学习一下;我也可以给你们传个资料学习一下;简单的描述就是:峰值电流跟踪补偿法……

PFC的设计.pdf

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BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 09:28:47
 
CCM是很晚才出来的吧,因为CCM模式技术难度比较高,而且好像也只有PI出了类似芯片。可能是我了解得不对,还请指教,谢谢!!!
电子古董
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  • 2019-3-7 09:38:22
 
所有用到LED行业的都是CCM模式,你确实不了解市场行情
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 09:42:18
 
版主大人,您好!美芯晟7933 ,SY5810 等不都CRM模式吗?还请指点,谢谢!!!

nc965
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  • 2019-3-7 09:43:03
 
他说的是两级的,与你不在一个频道
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 09:50:19
 
可能是吧,但楼主不一直说的是高PF PSR吗?
nc965
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  • 2019-3-7 09:51:57
 
但你不能禁止有人说其他问题吧,言论自由哈
电子古董
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  • 2019-3-7 10:13:45
 
我没有说是两级的方案,我一直在说APFC=PFC+PSR,你先了解清楚了再说
nc965
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  • 2019-3-7 10:15:50
 
业界习惯PFC+PSR为两级,中间的+表示是两个拓扑级联,可能我理解有误
电子古董
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  • 2019-3-7 10:17:32
 
我建议你去了解一下APFC代表是什么意思
nc965
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  • 2019-3-7 10:19:49
 
我说的是+,已经说了,可能是我理解有误,习惯把+看成级联
电子古董
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  • 2019-3-7 10:09:45
 
CRM模式也等同于QR模式,没有多大差距的;CRM是指谷底导通(临界)模式,QR是准谐振模式
只是CRM不是乘法器,QR是乘法器
电子古董
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  • 2019-3-7 10:12:30
 
这里的CCM是指输出恒流控制,不是是变压器工作在CCM模式;
mingchristian
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  • 2019-3-7 13:49:34
 
叫CC模式吧,不是CCM模式吧
电子古董
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  • 2019-3-7 14:11:50
 
呵呵,是CC模式,应该不是CCM模式,谢谢纠正!
BingSun
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  • 2019-3-7 09:20:50
 
楼主您好!您说的没错!但只是其中一小部份并不是大多数,这种方法用单片机实现比较容易,所以市场上有很多单片机设计的类似产品,大多芯片并没有采用这种方式,记得士兰微出过这样的芯片,但并不什么成功,主流还是CRM模式,你可以查看SY5810芯片资料了解一下。不知道您看了我第9楼说的没有?好好了解一下。
另外现在的单片机功能强大可以实现所有工作模式,要想更深入了解,还是需要边动手边学习。
mingchristian
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副总工程师
  • 2019-3-7 13:47:59
 
9楼说的是恒流原理是吗?

那实现高PF的原理是什么样的?
电子古董
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版主
  • 2019-3-7 14:27:02
 
先给你看两个截图,你分析一下原理;
恒流的计算原理基本是一样的,关键是如何实现高PF;其原理是采集CS信号后进行滤波补偿,然后作为内部跟踪比较器的基准信号,与来自于FB提供的市电电压脉动波信号进行比较,用于控制每个脉冲的峰值电流,来实现高PF的。

APFC恒流控制理论公式.png (78.14 KB, 下载次数: 69)

APFC恒流控制理论公式.png

APFC功率因素校正原理示意图.png (146.37 KB, 下载次数: 64)

APFC功率因素校正原理示意图.png
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 15:06:09
 
电子古董版主,您好!您说“关键是如何实现高PF;其原理是采集CS信号后进行滤波补偿,然后作为内部跟踪比较器的基准信号,与来自于FB提供的市电电压脉动波信号进行比较,用于控制每个脉冲的峰值电流,来实现高PF的”

就CRM6513芯片来说,与来自于FB提供的市电电压脉动波信号进行比较,这是您自己认为的还是有官方资料?
我刚看了这棵芯片资料,这样说法是错误的,原理跟我们前面说过的是一样的,比如5810/7933等,如有不对,请指正,谢谢!!!

电子古董
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版主
  • 2019-3-7 17:48:49
 
FB信号是等同于线电压信号;
这个说法当然是正确的,你的疑惑点在哪里?
不只是CRM6513这个料是这样的,差不多所有的APFC的IC工作原理都是这样的,只是信号采集的方式以及运算补偿的方式不一样而已……
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 18:52:37
 
古董版主好!”FB信号是等同于线电压信号“ 这样的说法没有任何依据,也没有相关资料

上图来自CRM6513芯片手册,其中FB给出的极限值为-0.3-6V  开关管关闭时FB引脚上电压为正,与输出电压成正比。开关管导通时FB引脚被限制于-0.3V,也就是说线电压信号是不可能从FB引脚传入的。


请版主核查,谢谢!!!


电子古董
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  • 2019-3-8 17:38:50
  • 倒数8
 
这个FB脚有三个功能,可能很多人不知道,那我给你们普及一下:
1.过零检测,也就是检测退磁信号;
2.检测线电压波形,跟随输入电压信号;
3.线电压补偿,用于调整线电压恒流精度;
nc965
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  • 2019-3-9 08:42:13
  • 倒数7
 
我给你普及一下:
1、这里是技术论坛,以论和谈为主,不是你家里,也不是你个人讲座,你面对的是和你一样的人。
2、这里高手如云,大家都很谦虚、客气,入坛这么久,除了极个别不知道天高地厚的愣头青之外,还从来没见过哪个人会用“我给你们普及一下”这种大言不惭的口吻。
3、即使你想办一个专题讲座,也要先衡量一下自己有没有实力真正说明白、有没有认真备课,更重要的是有没有人感兴趣,自言自语就没趣了。
电子古董
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  • 2019-3-9 10:06:11
  • 倒数6
 
呵呵,至少有你在听吧
电子古董
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  • 2019-3-9 10:20:49
  • 倒数5
 
我也要说明一下:
1.谦不谦虚,听者自己心里有数;你不服气,所以你心里不好受;所以,到处给人找茬,到处指教别人……
2.论坛不是谁家的,但有言论自由,我就没见过谁像你这样的,别人怎么说,都需要你来评价?你自己好好想想,谁的过分?如果我天天跟在你的后面说三道四,你是不是要拿刀砍人拉?
3.别人又没有能力来讲,也不是认为可以就可以的,从我的分析来看,你最多也就一般水平;除了工作经验丰富一点,理论都是自己摸索的吧。
多话不说了,自己好自为之吧……
nc965
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版主
  • 2019-3-9 10:44:47
  • 倒数4
 
再给你普及一下:
1、这里是论坛,技术交流场合,技术讨论,不要进行人身攻击,不要恶语相向,请文明用语。
2、作为版主,主要职能是帮助初学者答疑,不是来找茬的,不是来挑别人毛病的,不是来显摆自己的,不是来评价别人水平的。
电子古董
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版主
  • 2019-3-9 11:15:27
  • 倒数3
 
这话应该对你自己讲,我已经受够了
nc965
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  • 2019-3-9 11:29:21
  • 倒数2
 
这话确实也说给我自己听,共勉。
mingchristian
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  • 2019-3-7 21:19:09
 
版主你好,以上两个图片我还是没有理解,

1.输出电流的表达式,NP/NS固定,Rcs在电路上固定,那么输出电流就与Vref成正比?Vref不变输出电流不变?那如何实现PFC,与第二图是否冲突?一个周期内Ipk不断变化,Vref是否恒定?

2.PFC的原理是使电流跟随电压,也就是控制峰值电流跟随电压,这个我懂。但是通过什么方法达到此目的?IC什么原理?IC检测输入电流在检测输入电压进行比较吗?这是跟6562一样的原理是吗?

PSR ton固定 f固定使Ipk达到跟随输入电压的做法,应该也是吧。
电子古董
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版主
  • 2019-3-8 17:34:28
  • 倒数9
 
你去查看类似APFC的IC内部方框图就知道,Vref是根据FB提供的电压信号而改变的,Vcs信号经过COMP脚滤波后,再加上补偿,与Vref信号进行比较,去控制MOS的GATE脚,来实现控制输入电流的目的,已实现高PF功能。
mingchristian
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2019-3-11 13:52:43
  • 倒数1
 
感谢指导,这几天翻看资料,确实有Vcs阀值跟随输入电压的这个功能,先前看的资料还是太少了
BingSun
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  • 2019-3-7 15:39:55
 
楼主您好,在第3楼是可能讲得不够详细,再说一下固定导通时间原理。如在6562芯片中,当输入实时电压为100V时,Ipk为1A,那么当输入电压为200V时Ipk将会是2A,假如100V时导通时间为1uS,这样可以计算PFC电感为100uH,我们可以反过来计算,当输入200V时导通时间还是1uS,即导通时间是一样的,反过来我们可以思考,为何我们不能用固定导通时间方式来控制呢?这样即省了峰值比较器,还省了乘法器。
OK!再反过来验证,设导通时间为1uS 电感为100uH,输入电压为100V时Ipk为1A,输入200V时Ipk为2A,输入300V时Ipk为3A依此类推是不是很有电流根随电压的感觉?

L6562是个典型的芯片,想必您了解不少,单级PFC+PSR芯片问世之前有人用L6562+光藕反馈来实现,后来当然是单级PFC+PSR芯片取代了这样的方案。成本上有优势嘛,这两种电路原理是一样的。

电子古董
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版主
  • 2019-3-7 18:00:52
 
你这个分析的数值是不对的,首先,你指的Ipk是开关频率还是工频?对于输入电流来说:Iin=Ipk*Ton*F/2
如果是开关频率,那么Ton是在改变的;因为CS内部的比较器信号在发生改变……
如果你所说的Ipk是工频,就不适合用Ipk来描述了,应该用Iin……
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 19:05:50
 
I_in =Ipk*Ton*F/2 这公式没错,我换个公式看看I_in =Ipk/2 *D  这样会不会更加直观,也省去了结果转换
(注:以上公式仅适用于DCM/CRM模式)
就按您的公式来说,令Ton*F/2为K,则有I_in = Ipk*K,再看看我给的数值1A*K,2A*K,3A*K,依然是保持线性跟随关系。
mingchristian
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副总工程师
  • 2019-3-7 20:57:15
 
我在13楼的理解是否和你这个一样?

那么PSR输出功率的变化,是靠频率的变化带动吗?ton不变,只能变 f 了吧;

那么恒流是靠   次级导通时间*频率   这个条件来维持,又是如何做到?
BingSun
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总工程师
  • 2019-3-7 21:59:12
 
楼主您好,在16楼时已回答了您13楼问题。
有3棵典型的PFC芯片,L6562,NCP1607,IR1150 这三棵都是经典的代表,每一棵工作模式都不一样。推荐您好好了解一下这几棵芯片,或者能解决您的问题。

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mingchristian
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LV8
副总工程师
  • 2019-3-7 22:26:46
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好的,感谢耐心参与,周末会认真研究三个IC
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