Galios koeficiento korekcijos (PFC) grandinė - pamoka

Įraše išsamiai aprašomi įvairūs galios faktoriaus korekcijos grandinės arba PFC grandinės konfigūravimo būdai SMPS projektuose ir paaiškinamos šių topologijų geriausios praktikos galimybės, kad jos atitiktų šiuolaikines PFC apribojimo gaires.

Suprojektuoti efektyvias maitinimo grandines niekada nebuvo taip paprasta, tačiau laikui bėgant mokslininkai sugebėjo išspręsti daugumą susijusių klausimų, o tomis pačiomis linijomis šiuolaikiniai SMPS projektai taip pat yra optimizuojami kuo geresniais rezultatais. atsirandantys reguliavimo standartai, kurie vaidino svarbų vaidmenį įgyvendinant griežtesnius šiuolaikinių maitinimo blokų kokybės parametrus.

PFC gairės

Šiuolaikiniai elektros energijos tiekimo kokybės apribojimai yra gana agresyviai nustatyti bendrai gamintojų, tiekėjų ir kitų suinteresuotų valdymo organų pastangomis.

Tarp daugelio šiuolaikiniams maitinimo šaltiniams nustatytų kokybės parametrų IEC 61000-3-2 taisyklėse privalomu reikalavimu buvo paskelbta galios koeficiento korekcija (PFC), kuri iš tikrųjų yra harmoninio atšaukimo forma.

Dėl to dizaineriai yra priversti susidurti su sunkesniais iššūkiais kurdami galios koeficiento korekcijos etapus savo energijos tiekimo projektuose, kad atitiktų šiuos griežtus šiuolaikinius įstatymus, o maitinimo šaltiniai tampa vis labiau baisūs dėl savo specifikacijų ir taikymo srities, struktūrizuojant tinkamas PFC grandines daugeliui arenos gamintojų nėra lengviau.

Pateikti vadovėliai yra specialiai skirti visoms asociacijoms ir profesionalams, kurie užsiima gamyba ar gamyba atgalinio SMPS projektavimas palengvinti jiems idealiausius PFC dizainus ir skaičiavimus pagal jų individualius reikalavimus.

Į šias pamokas įtrauktos diskusijos padės suprojektuoti PFC grandines net ir žymiai dideliems įrenginiams, kurių diapazonas yra iki 400 vatų, 0,75 ampero.

Skaitytojai taip pat gaus galimybę sužinoti apie vieno pakopos izoliuotų keitiklių, kuriuose taip pat yra LED tvarkyklių, pasirinkimą. Žingsnis po žingsnio projektavimo pamoka ir instrukcijos kartu su sistemos lyginimu bus apšviesti daugybė dizainerių, aktyviai dalyvaujančių galios elektronikos srityje. pasirinkti optimaliausią požiūrį į jų specifinius taikymo poreikius

Galios koeficiento korekcijos tikslas

Galios koeficiento korekcijos grandinės optimizavimas šiuolaikiniuose SMPS (komutacinio režimo maitinimo šaltinio) įrenginiuose gali pasikeisti netolimoje praeityje dėl to, kad atsirado daug pažangių atitinkamų integruotų grandinių (IC), o tai leido išdėstyti skirtingus PFC dizainus, turinčius specifinių darbo režimai ir individualus iššūkių valdymo pajėgumas.

Didėjant SMPS topologijų asortimentui, PFC projektavimo ir įgyvendinimo sudėtingumas šiais laikais taip pat padidėjo.

Pirmoje pamokoje sužinosime apie projekto eksploatacines detales, kurias bet kurie profesionalai dažniausiai mėgsta pataisyti.

Iš esmės galios koeficiento korekcija padeda optimizuoti įvesties srovę ne tinklo maitinimo šaltiniuose, kad jie galėtų padidinti tikrąją galią iš turimo tinklo įėjimo.

Pagal įprastus reikalavimus konkretus elektros prietaisas turi save mėgdžioti kaip apkrovą, turinčią gryną varžą, kad ji galėtų sunaudoti nulinę reaktyviosios galios energiją.

Ši sąlyga lemia beveik nulio įėjimo harmoninių srovių susidarymą, kitaip tariant, tai leidžia sunaudotai srovei būti visiškai vienoje fazėje su įėjimo maitinimo įtampa, kuri paprastai yra sinusinės bangos forma.

Šis pasiekimas palengvina prietaiso optimalų ir efektyviausią energijos suvartojimą iš „elektros energijos“, o tai savo ruožtu sumažina elektros energijos švaistymą ir padidina jos efektyvumą.

Šis efektyvus elektros energijos naudojimas ne tik padeda prietaisui kuo efektyviau prisistatyti, bet ir komunalines paslaugas teikiančioms įmonėms bei su tuo susijusiai kapitalinei įrangai.

Pirmiau minėta funkcija taip pat suteikia galimybę elektros linijoms netaikyti harmonikų ir dėl to atsirandančių trukdžių visuose tinklo įrenginiuose.

Be aukščiau paminėtų pranašumų, PFC įtraukimas į šiuolaikinius maitinimo blokus taip pat yra skirtas laikytis Europoje ir Japonijoje nustatytų norminių reikalavimų, nustatytų IEC61000-3-2, kuriuos turėtų atitikti visa elektros įranga.

Pirmiau minėta sąlyga buvo reguliuojama daugumai elektroninių prietaisų, kurie pagal D klasės įrangos standartus gali būti didesni kaip 75 vatų arba kurie yra dar didesni, nurodant didžiausią linijos dažnio harmonikų amplitudę iki 39 harmonikos.

Be šių standartų, PFC taip pat naudojamas užtikrinant kitus efektyvumus, tokius kaip „Energy Star 5.0“, būtinas kompiuteriams, ir „Energy Star 2.0“ maitinimo šaltinių sistemoms ir televizoriams nuo 2008 m.

Galios koeficiento apibrėžimas

PFC arba galios koeficiento korekciją galima apibrėžti kaip tikrosios galios ir regimosios galios santykį ir išreikšti taip:

PF = tikroji galia / tariamoji galia, kur tikroji galia išreiškiama
Vatų, o tariamoji galia išreikšta VA.

Pagal šią išraišką tikroji galia nustatoma kaip momentinės srovės ir įtampos sandaugos fazėje ar cikle vidurkis, o tariamoji galia laikoma srovės RMS verte, padauginta iš įtampos.

Tai rodo, kad kai srovės ir įtampos atitikmenys yra sinusoidiniai ir yra fazėje vienas su kitu, gautas galios koeficientas yra 1,0.

Tačiau esant srovei, įtampos parametrai yra sinusoidiniai, bet ne faziniai, atsiranda galios koeficientas, kuris yra fazinio kampo kosinusas.

Pirmiau aprašytos galios koeficiento sąlygos taikomos tais atvejais, kai įtampa ir srovė yra grynos sinusinės bangos, kartu su situacija, kai papildomą apkrovą sudaro varžiniai, indukciniai ir talpiniai komponentai, kurie gali būti nelinijinio pobūdžio, nereguliuoja pagal įėjimo srovės ir įtampos parametrus.

SMPS topologijos paprastai įveda nelinijinę impedanciją į maitinimo liniją dėl aukščiau paaiškinto jos schemų pobūdžio.

Kaip veikia SMPS

SMPS grandinė iš esmės apima lygintuvo pakopą įėjime, kuris gali būti pusabangis arba visos bangos lygintuvas, ir papildomą filtro kondensatorių, skirtą ištaisytai įtampai palaikyti iki įėjimo tiekimo sinusinės bangos didžiausio lygio iki kito piko pasirodo sinusinė banga ir pakartoja šio kondensatoriaus įkrovimo ciklą, todėl jo metu atsiranda reikalinga didžiausia pastovi įtampa.

Šis kondensatoriaus įkrovimo procesas kiekviename kintamosios srovės piko cikle reikalauja, kad įėjime būtų pakankamai srovės, kad būtų galima patenkinti SMPS apkrovos sąnaudas tarp šių piko intervalų.

Ciklas įgyvendinamas greitai išmetant į kondensatorių didelę srovę, kuri išleidžiama iki apkrovos, kol ateis kitas piko ciklas.

Šiam netolygiam įkrovos ir iškrovos modeliui rekomenduojama, kad impulsinė srovė iš kondensatoriaus būtų 15% didesnė už vidutinį apkrovos poreikį.

Aukščiau pateiktame paveiksle matome, kad nepaisant didelio iškraipymo, įtampa ir srovės parametrai, matyt, yra fazėje.

Tačiau jei aukščiau nurodytam terminui taikytume „fazinio kampo kosinuso“ terminą, būtų neteisinga išvada, kad maitinimo šaltinio galios koeficientas yra 1,0

Viršutinė ir apatinė bangos formos rodo srovės harmoninio kiekio kiekį.

Čia nurodomas „pagrindinis harmonikos turinys“, lyginant su 100% amplitude, o aukštesnės harmonikos pateikiamos kaip papildomos pagrindinės amplitudės procentinės dalys.

Tačiau kadangi tikrąją galią lemia tik pagrindinis komponentas, o kitos papildomos harmonikos reiškia tik regimąją galią, faktinis galios koeficientas gali būti mažesnis nei 1,0.

Šį nuokrypį vadiname iškraipymo veiksniu, kuris iš esmės yra atsakingas už tai, kad SMPS vienetuose atsiranda ne vienybės galios koeficientas.

Tikros ir tariamos galios išraiška

Bendroji išraiška, susijusi su tikrosios ir regimosios galios ryšiu, gali būti pateikiama taip:

Kur cosΦ sudaro poslinkio koeficientą, atsirandantį iš fazinio kampo Φ tarp srovės / įtampos bangos formų, o cosΦ reiškia iškraipymo koeficientą.

Remdamiesi žemiau esančia diagrama galime pamatyti situaciją, kuri parodo tobulą galios koeficiento korekciją.

Matome, kad čia dabartinė bangos forma idealiai atkartoja įtampos bangos formą, nes abi, matyt, veikia fazėje ir sinchronizuojamos viena su kita.

Todėl čia galima manyti, kad įėjimo srovės harmonikos yra beveik lygios nuliui.

Galios koeficiento korekcija, palyginti su harmonine redukcija

Žvelgiant į ankstesnes iliustracijas akivaizdu, kad galios koeficientas ir žemos harmonikos veikia sinchroniškai.

Paprastai manoma, kad jei bus nustatytos atitinkamų harmonikų ribos, tai gali padėti apriboti įvesties srovės užterštumą elektros linijose pašalinant trukdančius srovės sutrikimus su kitais šalia esančiais prietaisais.

Taigi, nors įvesties srovės apdorojimas gali būti vadinamas „galios koeficiento korekcija“, tobulinimo išėjimo dydis, manant, kad šis apdorojimas suprantamas kaip harmoninis turinys pagal tarptautines gaires.

SMPS topologijose paprastai poslinkio elementas yra maždaug vieningas, o tai lemia šiuos galios koeficiento ir harmoninio iškraipymo ryšius.

Išraiškoje THD reiškia bendrą harmoninį iškraipymą kaip kvadratinę žalingo harmonikos sumą, palyginti su pagrindiniu turiniu, išreiškiant susijusio harmonikos turinio santykinį svorį, atsižvelgiant į pagrindinį atitikmenį. Kita lygtis susieja absoliučią THD figūrą ir ne procentine dalimi, išreiškiant, kad THD turi būti iš esmės nulis, norint sukurti vieningą PF.

Galios koeficiento korekcijos tipai

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje įvesties bangos formos charakteristika rodo tipinį „aktyvų“ SMPS įrenginio galios koeficiento korekcijos tipą, įvestą tarp įvesties lygintuvo konfigūracijos ir filtro kondensatoriaus ir per integruotą PFC grandinę, valdančią procesą kartu su susijusia grandine. užtikrinant, kad įėjimo srovė nuosekliai atitiktų įėjimo įtampos bangos formą.

Šis apdorojimo tipas gali būti laikomas labiausiai paplitusiu PFC tipu, naudojamu šiuolaikinėse SMPS grandinėse, kaip matyti iš toliau pateikto paveikslo.

Tai pasakius, jokiu būdu nėra privaloma, kad siūlomam PFC būtų naudojamos tik „aktyviosios“ versijos, naudojančios IC, ir puslaidininkiai, taip pat ir kitokia konstrukcijos forma, kuri gali garantuoti pagrįstą PFC kiekį, mažesnį už nustatytus reikalavimus, paprastai yra sveikintina.

Pastebėta, kad iš tikrųjų vienas induktorius, pakeičiantis „aktyvaus“ atitikmens padėtį, sugeba gana patenkinamai atmesti harmonikas, valdydamas smailes ir gana efektyviai paskirstydamas srovę tolygiai sinchronizuodamas su įėjimo įtampa.

Pasyvus PFC dizainas

Tačiau šiai pasyvaus PFC valdymo formai gali prireikti žymiai didelių gabaritų geležies šerdies induktoriaus, todėl ją galima naudoti tose srityse, kuriose kompaktiškumas nėra esminis reikalavimas. (12 psl.)

Atrodo, kad pasyvus vienas induktorius yra greitas PFC sprendimas, tačiau didelio galingumo taikymo atveju dydis gali tapti neįdomus dėl nepraktiškai didelių matmenų.

Žemiau esančiame grafike galime matyti trijų 250 vatų PC SMPS variantų trijų skaičių įvesties charakteristikas, kurių kiekviena rodo dabartinę bangos formą lygiaverčiu mastelio koeficientu.

Mes galime lengvai pastebėti, kad rezultatas, gaunamas pasyvaus induktoriaus pagrindu pagaminto PFC, yra 33% didesnės srovės smailės nei naudojant aktyvų PFC filtro atitikmenį.

Nors tai gali atitikti IEC61000-3-2 standartus, jis tikrai nebus lygus naujausiai griežtesnei 0.9PF reikalavimo taisyklei ir nesugebės patvirtinti kokybės lygio, nustatyto pagal šiuos naujus standartus.

Pagrindinė blokinė schema

Dėl besitęsiančios elektroninės rinkos tendencijos, kai vario sąnaudos auga kartu su magnetinių branduolių proceso augimu ir šiuolaikiškų, daug pigesnių puslaidininkių medžiagų įvedimu, nebus staigmena, jei pastebėsime aktyvų PFC metodą tampa nepaprastai populiarus nei pasyvus kolega.

Ir ši tendencija artimiausiu metu gali būti dar labiau sustiprėjusi, daugeliui SMPS dizainerių ir gamintojų pristatant vis pažangesnius ir patobulintus PFC sprendimus.

Įvesties linijos harmonikų palyginimas su IEC610003-2 standartais

Žemiau pateiktame paveiksle galime pamatyti trijų atskirų 250 vatų kompiuterio SMPS rezultatų pėdsakus, atsižvelgiant į IEC6000-3-2 apribojimus. Nurodytas apribojimas galioja visoms D klasės programėlėms, tokioms kaip asmeniniai kompiuteriai, televizoriai ir jų monitoriai.

Parodyta harmonikų turinio riba yra nustatoma atsižvelgiant į įtaisų įvesties galią. Produktams, susijusiems su žiburiais, paprastai laikomasi C klasės apribojimų, kurie yra identiški jų įvesties galios riboms.

Kiti netradiciniai elektronikos gaminiai nustato savo PFC ribą proporcingai mažiausiai 600 vatų įėjimo galiai.

Jei pažvelgsime į pasyvų PFC pėdsaką, mes pastebime, kad jis vargu ar atitinka nustatytą ribojimo ribą, tiesiog palieskite ir eikite į situaciją (harmonika Nr. 3)

Analizuojamos pasyviosios PFC funkcijos

Kitame paveiksle galime pamatyti klasikinį pasyviosios PFC grandinės pavyzdį, skirtą tradiciniam kompiuterio maitinimo šaltiniui. Čia pastebimas dalykas yra PFC induktoriaus centrinio čiaupo sujungimas su įvesties linijos įėjimo įtampa.

Veikiant 220 V pasirinkimo režimu (jungiklis atidarytas), visos dvi induktoriaus sekcijos yra naudojamos lygintuvo tinklui veikiant kaip visa tilto lygintuvo grandinė.

Tačiau 110 V režimu (jungiklis uždaromas) tik 50% arba pusė ritės sunaudojama per realizuojamos ritės kairę šoną, o lygintuvo sekcija dabar yra transformuota į pusiau bangos lygintuvo dvigubinimo grandinę.

Kadangi 220 V pasirinkimas po pilnos bangos ištaisymo turi generuoti apie 330 V, tai sudaro SMPS magistralės įėjimą ir turi galimybę žymiai svyruoti pagal įėjimo linijos įtampą.

Grandinės schemos pavyzdys

Nors šis pasyvus PFC dizainas gali atrodyti gana paprastas ir įspūdingas dėl savo veikimo, jis gali turėti keletą pastebimų trūkumų.

Kartu su dideliu PFC pobūdžiu, pirmiausia yra du kiti veiksniai, turintys įtakos jo veikimui: mechaninio jungiklio įtraukimas, dėl kurio sistema tampa pažeidžiama dėl galimų žmogaus klaidų dirbant su įrenginiu, taip pat susijusios dilimo problemos.

Antra, nestabilizavus linijos įtampos, gaunamas santykinis neefektyvumas sąnaudų efektyvumo ir nuolatinės srovės į nuolatinės srovės keitimo tikslumą, susijusį su PFC išvestimi.

Kritinio laidumo režimo (CrM) valdikliai

Valdiklio etapas, vadinamas kritiniu laidumo režimu, kuris taip pat vadinamas pereinamojo režimo arba ribinio laidumo režimo (BCM) valdikliu, yra grandinių konfigūracijos, kurias galima efektyviai naudoti apšvietimo elektronikos programose. Nors valdiklis yra be vargo dėl jo naudojimo, jis yra gana brangus.

Šioje 1-8 diagramoje parodytas įprastas CrM valdiklio grandinės projektas.

Paprastai „CrM“ valdiklis PFC turės aukščiau pateiktą schemą, kurią galima suprasti naudojant šiuos punktus:

Etaloninio daugiklio etapo įvestis gauna tinkamai išmatuotą signalą iš susijusios klaidos stiprintuvo išvesties, turinčio žemo dažnio polių.

Kitą daugiklio koeficientą galima pamatyti kaip stabilizuotą nuolatinės įtampos įtampą, išgautą iš ištaisytos kintamosios srovės linijos įvesties.

Taigi gautas iš daugiklio rezultatas yra santykinės nuolatinės srovės iš paklaidos stiprintuvo išvesties ir nurodyto signalo, gauto iš kintamosios srovės įvesties, kintamosios srovės sinusinių impulsų pavidalu.

Ši daugiklio pakopos išvestis taip pat gali būti matoma visos bangos sinusinės bangos impulsų pavidalu, tačiau tinkamai sumažinama proporcingai pritaikytam klaidos signalui (stiprinimo koeficientui), kaip įvesties įtampos atskaitos taškui.

Šio šaltinio signalo amplitudė yra tinkamai pakoreguota, kad būtų užtikrinta tinkama nurodyta vidutinė galia ir užtikrinta tinkamai reguliuojama išėjimo įtampa.

Etapas, kuris yra atsakingas už srovės amplitudės apdorojimą, priverčia srovę tekėti pagal išėjimo bangos formą iš daugiklio, tačiau galima tikėtis, kad linijos dažnio srovės signalo amplitudė (po išlyginimo) bus pusė šios daugiklio pakopos vertės .

Čia operacijos srovės formavimo schemomis gali būti suprantamos taip:

Remiantis aukščiau pateikta schema, Vref reiškia signalą, gautą iš daugiklio pakopos, kuris toliau tiekiamas į vieną iš komparatoriaus opampų, kurio antrasis įėjimas yra susijęs su dabartinės bangos formos signalu.

Įjungus maitinimo jungiklį, srovė per induktorių lėtai didėja, kol signalas per šuntą pasiekia Vref lygį.

Tai priverčia lygintuvą pakeisti išėjimą iš įjungimo į išjungimą, išjungiant grandinės maitinimą.

Kai tik tai atsitiks, įtampa, kuri palaipsniui slinko per induktorių, pradeda lėtai kristi link nulio ir, kai ji liečia nulį, opampo išėjimas grįžta ir vėl įsijungia, o ciklas tęsiasi.

Kaip nurodo pirmiau nurodytos charakteristikos pavadinimas, sistemos valdymo schema niekada neleidžia induktoriaus srovei šaudyti virš iš anksto nustatytos ribos per tęstinio ir pertraukiamojo perjungimo režimus.

Šis susitarimas padeda numatyti ir apskaičiuoti santykį tarp vidutinio didžiausio opampo išėjimo srovės lygio. Kadangi atsakas yra trikampio formos, bangos formos vidurkis tiksliai nurodo 50% faktinių trikampio bangos formų smailių.

Tai reiškia, kad gaunama vidutinė trikampio bangų signalo vertė būtų = induktoriaus srovė x R prasmė arba paprasčiausiai padėkite pusę iš anksto nustatyto opampo atskaitos lygio (Vref).

Reguliatorių, naudojančių aukščiau nurodytą principą, dažnis priklausys nuo tinklo įtampos ir apkrovos srovės. Dažnis gali būti daug didesnis esant didesnei linijos įtampai ir gali skirtis, nes skiriasi linijos įėjimas.

Spaudžiamas dažnio kritinio laidumo režimas (FCCrM)

Nepaisant populiarumo įvairiose pramoninės energijos tiekimo PFC valdymo programose, aukščiau paaiškintas „CrM“ valdiklis turi keletą būdingų trūkumų.

Pagrindinis šio tipo aktyvaus PFC valdymo trūkumas yra jo dažnio nestabilumas, atsižvelgiant į linijos ir apkrovos sąlygas, o tai rodo dažnio padidėjimą esant mažesnėms apkrovoms ir aukštesnei linijos įtampai, taip pat kiekvieną kartą, kai įėjimo sinusinė banga artėja prie nulio kryžiaus.

Jei bandoma ištaisyti šią problemą pridedant dažnio spaustuką, gaunama išvestis su iškraipyta srovės bangos forma, o tai atrodo neišvengiama dėl to, kad „Ton“ šiai procedūrai lieka nepakoreguotas.

Tačiau alternatyvios technikos sukūrimas padeda pasiekti tikrą galios koeficiento korekciją net ir pertraukiamuoju režimu (DCM). Veikimo principą galima nagrinėti žemiau esančiame paveiksle ir su pridedamomis lygtimis.

Remiantis aukščiau pateikta diagrama, ritės smailės srovę galima įvertinti sprendžiant:

Vidutinė ritės srovė, atsižvelgiant į perjungimo ciklą (kuris taip pat laikomas momentine linijos srove tam tikram perjungimo ciklui, dėl to, kad perjungimo dažnis paprastai yra didesnis nei linijos dažnis, kuriame vyksta linijos įtampos pokyčiai ), išreiškiamas formule:

Sujungus aukščiau nurodytą ryšį ir supaprastinant terminus gaunama:

Pirmiau pateikta išraiška aiškiai nurodo ir reiškia, kad tuo atveju, jei yra įgyvendinamas metodas, kai algoritmas rūpinasi ton.tcycle / Tsw palaikymu pastoviu lygiu, tai leistų mums pasiekti sinusinės bangos linijos srovę, turinčią vieningumo galios koeficientą net ir pertraukiamoje veikimo būdas.

Nors pirmiau pateiktos aplinkybės atskleidžia keletą aiškių siūlomos DCM valdiklio technikos pranašumų, atrodo, kad tai nėra idealus pasirinkimas dėl susietų aukščiausių piko srovės lygių, kaip parodyta šioje lentelėje:

Norint pasiekti idealias PFC sąlygas, protingas požiūris būtų įgyvendinti sąlygą, kai DCM ir Crm operacijų režimai sujungiami siekiant melžti geriausius iš šių dviejų partnerių.

Todėl, kai apkrovos sąlygos nėra sunkios ir CrM veikia aukštu dažniu, grandinė pereina į DCM darbo režimą, o tuo atveju, kai apkrovos srovė yra didelė, Crm sąlygai leidžiama išlikti taip, kad dabartinės smailės nėra linkę peržengti nepageidaujamų aukštų ribų.

Tokį dviejų siūlomų valdymo režimų optimizavimą galima geriausiai pavaizduoti šiame paveikslėlyje, kuriame sujungiami dviejų valdymo režimų pranašumai, norint pasiekti labiausiai pageidaujamus sprendimus.

Tęsia laidumo režimą

Nuolatinis PFC laidumo režimas gali tapti gana populiarus SMPS projektuose dėl jų lanksčios taikymo ypatybės ir diapazono bei susijusių kelių privalumų.

Šiuo režimu esamas didžiausias įtempis palaikomas žemesniame lygyje, dėl kurio sumažėja atitinkamų komponentų perjungimo nuostoliai, be to, įvesties bangavimas atliekamas minimaliu lygiu ir santykinai pastoviu dažniu, o tai savo ruožtu leidžia lyginti daug paprasčiau. tas pats.
Šiuos atributus, susijusius su CCM tipo PFC, reikia aptarti kiek išsamiau.

„Vrms2“ valdymas

Vienas iš svarbiausių atributų, kai dauguma PFC dizainų yra visuotinai taikomi, yra atskaitos signalas, kuris turi būti pakoreguoto įvesties tūrio imitacija.

Šis sumažintas ištaisytas įvesties įtampos ekvivalentas galiausiai taikomas grandinėje, kad būtų suformuota teisinga išėjimo srovės bangos forma.

Kaip aptarta aukščiau, šiai operacijai paprastai naudojamas daugiklio grandinės etapas, tačiau, kaip žinome, daugiklio grandinės etapas galėtų būti santykinai mažiau ekonomiškas nei tradicinė „twn“ įvesties daugiklio sistema.

Klasikinį maketo pavyzdį galima pamatyti toliau pateiktame paveiksle, kuris parodo nepertraukiamo režimo PFC metodą.

Kaip matyti, čia padidinimo keitiklis įjungiamas naudojant vidutinį srovės režimo PWM, kuris tampa atsakingas už induktoriaus srovės (keitiklio įvesties srovės) matavimą, atsižvelgiant į komandos srovės signalą V (i) , kuris gali būti vertinamas kaip sumažintas įėjimo įtampos V (in) atitikmuo VDIV daliai.

Tai įgyvendinama dalijant paklaidos įtampos signalą su įėjimo įtampos signalo kvadratu (išlygintu kondensatoriumi Cf, siekiant sukurti supaprastintą mastelio koeficientą atsižvelgiant į įėjimo įtampos lygį).

Nors jums gali būti šiek tiek nepatogu matyti klaidos signalą padalijant iš įėjimo įtampos kvadrato, šios priemonės priežastis yra sukurti kilpos stiprinimą (arba laikiną priklausomą atsaką), kuris gali būti pagrįstas ne įėjimo įtampa suaktyvinantis.

Įtampos kvadratas vardiklyje neutralizuojasi su Vsin verte kartu su PWM valdymo perdavimo funkcija (dabartinio grafiko indukrovo nuolydžio proporcija su įėjimo įtampa).

Tačiau vienas šios PFC formos trūkumas yra daugiklio lankstumas, dėl kurio šis etapas yra šiek tiek perprojektuotas, ypač grandinės galios apdorojimo sekcijos, kad išlaikytų net blogiausius galios išsklaidymo scenarijus.

Vidutinis dabartinio režimo valdymas

Aukščiau pateiktame paveiksle galime pamatyti, kaip iš daugiklio V (i) gautas atskaitos signalas žymi bangos formos formą ir PFC įvesties srovės mastelio diapazoną.

Nurodytas PWM etapas yra atsakingas už tai, kad vidutinė įvesties srovė atitiktų pamatinę vertę. Procedūra vykdoma per vidutinį srovės režimo valdiklio etapą, kaip matyti iš toliau pateikto paveikslo.

Vidutinis srovės režimo valdymas iš esmės yra sukonfigūruotas reguliuoti vidutinę srovę (įvestį / išvestį), atsižvelgiant į valdymo signalą Icp, kuris savo ruožtu sukuriamas naudojant žemo dažnio nuolatinės srovės kilpą per klaidos stiprintuvo grandinės etapą, ir tai yra ne kas kita, kaip ekvivalentinė srovė, atitinkanti signalą Vi, kuris parodytas ankstesniame paveiksle.

Scenos srovės stiprintuvas veikia kaip srovės integratorius ir klaidų stiprintuvas, kad būtų galima reguliuoti bangos formą, tuo tarpu per Rcp generuojamas Icp signalas tampa atsakingas už nuolatinės įėjimo įtampos valdymą.

Norint užtikrinti linijinį srovės stiprintuvo atsaką, jo įvestis turi būti panaši, o tai reiškia, kad potencialus skirtumas, generuojamas visoje R (šuntas), turi būti panašus į įtampą, sukurtą aplink Rcp, nes mes negalime turėti nuolatinės srovės per neinvertuojantis srovės stiprintuvo rezistoriaus įėjimas.

Manoma, kad srovės stiprintuvo sukurta išvestis yra „žemo dažnio“ klaidos signalas, priklausantis nuo šunto vidutinės srovės, taip pat iš Isp signalo.

Dabar osciliatorius generuoja pjūklo signalą, kuris naudojamas aukščiau nurodytam signalui lyginti su juo, kaip tai daroma įtampos režimo valdymo konstrukcijoje.

Dėl to sukuriamos PWM, nustatomos palyginus pirmiau minėtus du signalus.

Pažangūs PFC sprendimai

Įvairūs aukščiau aptarti PFC valdymo metodai (CrM, CCM, DCM) ir jų variantai suteikia dizaineriams įvairias PFC grandinių konfigūravimo galimybes.

Nepaisant šių galimybių, nuosekliai ieškant geresnių ir pažangesnių modulių efektyvumo požiūriu, šioms programoms buvo galima diagnozuoti sudėtingesnius dizainus.

Aptarsime daugiau apie tai, nes šis straipsnis atnaujinamas naujausia tema.