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原创 第十期产品组

峰值(临界)电流控制模式的单相PFC

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来时徘徊
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LV6
高级工程师
  • 2018-11-9 13:34:57
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之前有做一款基于L6562控制的PFC+基于L6599控制的半桥LLC通信电源,此次主要讲一下PFC部分的设计。L6562采用的是峰值(临界)电流控制模式,下面分两部分来介绍临界电流模式的PFC
1. 临界电流模式(TM)下APFC的工作原理
      TM单相BoostPFC变换器详细结构如图1-1所示,输入交流电压Vs经过全桥整流后获得直流电压Vd,经过电阻分压后得到一个馒头形波形信号Vd1,用于控制电感电流的波形。将参考电压Vref和输出电压Vo的反馈信号在电压调节器VA中进行误差计算,VA输出ISM反映了PFC变换器需要向负载输出功率的大小。通过乘法器MP,VA输出的近似直流信号ISM与馒头形波形相乘,乘法器输出的包络Iref作为电流比较器(CA)的同相输入端,Iref是电流检测端的参考波形,使得检测电流跟踪电网瞬时电压波形变化,在实现功率因素校正的同时,使得输出电压也达到稳定值,电路整体原理图如图1-1所示。
    电流控制环采用峰值电流控制,电流传感器测得的开关管的电流,一旦达到电流参考信号Iref,电流比较器CA反转,复位RS锁存器,关断开关管。于是Boost型变换器进入电感电流通过输出二极管向负载传递能量的阶段,随着时间的推移,电感中的磁能逐步减小,最后电感电流减小到零。一旦电感电流到零值时,过零检测电路就发生一个脉冲信号,置位RS触发器,于是再次开通开关管,电路进入一个新的开关周期。通过在Boost型电感上增加一个辅助绕组,用于电感电流过零检测ZCD
      Boost变换器工作在TM下,电感电流呈三角波波形,电感电流平均值的波形近似为正弦波,并且与输入电压同相位,达到了功率因数校正的目的,见图1-2所示。
2. 临界电流模式(TM)下升压电感的设计
      TM模式下开关频率在一个周期内都是变换的变频控制最关键的在于对升压电感的设计,设计一款合适的升压电感也就意味着PFC的设计成功了一半,下面从最基本的电感/电容方程来推导设计步骤,由于推导公式不能粘贴处理,以图片的形式上传。



经过上面的推导可以得出几条结论:
1. 输出电压不宜选的太低。提高输出电压,开关频率变换范围小,有利于输出滤波。
2. 功率器件需要更大的电流应力,导通损耗增加。
3. 弄清楚最恶劣的情况,选择在最恶劣的情况下设计电感。使得在整个工作范围内都能安全工作,不至于磁通密度饱和。

推导1:

推导1

推导1
推导2:

推导二

推导二
图1-1 临界电流模式Boost型PFC变换器原理图

图1-1 临界电流模式Boost型PFC变换器原理图

图1-1 临界电流模式Boost型PFC变换器原理图

图1-2 TM模式下各电流波形

图1-2 TM模式下各电流波形

图1-2 TM模式下各电流波形

SkyCode
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LV6
高级工程师
  • 2018-11-9 15:26:16
 
先马 学习看看!!
世纪电源网-编辑
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管理员
  • 2018-11-9 17:54:27
 
后面的图可以在优化下
来时徘徊
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LV6
高级工程师
  • 2018-11-9 23:21:11
 
是推导公式的图吗?
hunter4051
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副总工程师
  • 2018-11-12 12:52:42
 
围观学习
靖哥哥
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  • 2018-11-13 10:25:46
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电路图和波形图不点是看不到的!楼主搞好点哦!
来时徘徊
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高级工程师
  • 2018-11-13 10:55:46
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我也不知咋回事,上传后就这样的。点开能看。
靖哥哥
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副总工程师
  • 2018-11-14 10:38:49
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嗯,我也试了,点开可以看!
spirite219
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LV6
高级工程师
  • 2018-11-14 15:53:32
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学习看看
westbrook
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副总工程师
  • 2018-12-4 08:59:49
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我要不要搞个数字实现的方法
BCM PFC.png
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2018-12-4 09:26:42
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欢迎欢迎啊
a198706224414
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高级工程师
  • 2018-12-27 11:41:37
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兄弟,非常欢迎用数字方式来实现。
来时徘徊
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LV6
高级工程师
  • 2018-12-29 10:17:43
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相当可以。期待啊,哈哈哈。
逐影
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副总工程师
  • 2019-1-15 19:26:20
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请问大神你这些东西是哪里找的  资料
来时徘徊
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2019-2-19 10:27:25
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我是看了相关的电源书籍,还有论文,和L6562的芯片手册。一般资料都能都能在网上找得到。
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