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不检测输入电压可以实现“功率系数校正”吗?

工程师
2022-06-15 19:26:24     打赏

功率系数校正(PFC)强制输入电流跟随输入电压(VIN),使所有电气负载像电阻一样。这一过程需要检测输入电压,根据检测调整电流基准。电流环会按该电流基准调整输入电流。这称作平均电流模式控制,如图1所示。

图 1:PFC平均电流模式控制

  市场上有许多低总谐波失真(THD)商业PFC控制器使用这种平均电流控制算法。然而,这些PFC控制器需要一个专用引脚来检测VIN,需要精密模拟乘法器用于调整电流基准。

  另一个PFC控制算法近来十分流行,该方法不需要检测VIN,但是仍然可以提供平均电流模式控制。TI的UCC28180就属于这一类产品。因为不使用VIN检测引脚和精密模拟乘法器,UCC28180的封装更小,从而降低了系统成本,而且使用非常简便。

  但是,当我们把UCC28180介绍给设计者时,很多时候得到的第一反应是:“什么?不检测VIN?那是如何工作的?”本文将尝试回答这一问题。

  图2为UCC28180使用的算法。低带宽电压环调节输出电压。测量的输入电压为VIin,锯齿波电压为Vramp。Vramp大小与电压环输出成正比。由于PFC采用升压拓扑结构,输入电压信息已经存在,但是被隐藏了。图2所示的控制算法使用了隐藏信息。

图 2:不检测VIN的PFC

  PWM输出信号由内部时钟触发,在开关周期初期总是从低电平开始,如图3所示。PWM输出保持低电平,直到线性上升的Vramp与Vin电压相交。该Vramp/Vin的交点决定了开关关断时间tOFF。

图 3:PWM发生器

图3中:

 

其中T是开关周期。对于以连续导通模式(CCM)运行的升压转换器:

 

结合公式1和2可以得到公式3:

  输出电压VOUT在稳定状态下是常数。因为PFC的电压环非常慢,Vramp在稳定状态下也是常数因此,输入电流仅与VIN成正比。如果VIN为正弦,那么输入电流也必须是正弦的,以实现良好的PFC。这看起来像变魔术一样,不是吗?

其他信息:

  • 使用UCC28180开始设计:

  • 230V,400W,效率为92%的电池充电器w/PFC与用于36V电源工具的LLC参考设计

  • 230V,3.5kW,效率>98%,优化材料清单和尺寸的PFC参考设计

  • 用于变频驱动的230V, 900W,效率为98%的PFC参考设计。

  • 了解UCC28051, UCC28063, UCC28019A 和 UCC28070

  • 阅读更多Bosheng关于PFC的博文。

  • 不仅是PFC控制器,还是功率计

  • 如何利用谐波注入降低PFC谐波,提高THD:第一篇,第二篇

  • 如何:使用DFF控制提高功率因数和THD

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2016/09/14/is-pfc-possible-without-input-voltage-sensing





关键词: 检测     输入     电压     功率     系数     校正    

专家
2022-06-16 01:36:09     打赏
2楼

感谢楼主的分享,很实用了。


专家
2022-06-16 06:25:03     打赏
3楼

谢谢分享


专家
2022-06-16 06:36:14     打赏
4楼
感谢楼主分享



专家
2022-06-16 06:59:20     打赏
5楼

学习


高工
2022-06-16 07:08:47     打赏
6楼

感谢楼主的分享


专家
2022-06-16 08:46:17     打赏
7楼

谢谢分享


高工
2022-06-16 10:14:20     打赏
8楼

感谢分享


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