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母线加工机博通摘:电源转换的交错式PFC控制技术应用

来源:福建塔罗科电子设备有限企业 发布时间:2020-07-21 点击次数:

     交错式PFC电源转换器控制技术

    电源设计工程师设计交错式PFC转换器好几年了,但由于缺乏合适的控制器,所以电源控制必须非常仔细地设计。为了使交错PFC设计变得更容易,德州仪器(TI)开发了两个交错PFC控制器:一个用于对所述预调节器控制器(UCC0)的平均电流模式,另一个是对于隔行转移控制器模式PFC预调节器(UCC0)。本文讨论如何使用交错式PFC和功率控制技术来增加密度,提高系统效率并降低系统成本。

    交错式升压PFC预调节器(图1)仅通过两个构成的PFC升压转换器,这两个操作阶段升压变换器不同180°时,可以通过电感器的电流来减小输入感应电流(IL1是和IL2)(II )。由于电感纹波电流是高频逆变器,使得两个相互抵消,从而降低由所述升压电感电流输入纹波电流。电感纹波电流消除允许电源设计者以减少由并联连接的升压电感器的输入纹波而升压PFC预调节器,其可以减小升压级的总电感,和/或降低的EMI滤波器的尺寸。此外,与单级拓扑结构,交错PFC预调节器的高频输出电容器的均方根(RMS)电流(ICOUT)小于50的ΔF前者。降低了RMS电流频率升压电容器可以提高电容器最大数目减少了25不升压所需的设计混淆电容量的电容器的数量,电容器的所需转换器的数量由保持时间一般确定。

    图1:交错式PFC升压预调节器只有两个PFC升压转换器。

    与单级预调节器相比,直到电感器的总能量可以被设计为希望的交错PFC预调节器50对此进行详细描述的那样,考虑单级PFC所需电感能量(ES(L))和所需的公式的电感器(EI(L1 + L2))的总能量交错PFC。单级只有一半的感应能量的相同功率等级的总设计,如果在这两种设计相同的电感值,需要的交错设计。事实上,交错设计最多可以降低电感能量到32磁体的体积。

    通过比较单级PFC的传导损耗(PCS)和交织PFC(PCI)中的总的导通损耗可以看出:与单级功率因数校正变流器相比,交错PFC预调节器可以减小导通损耗高达50会降低传导损耗交错PFC预调节器以更高的效率(此时主传导损耗损失)在较高的电压。

    图2:UCC0控制IC交织PFC预调节器原理图。

    虽然交错的PFC预调节器可以通过减少传导损耗,开关损耗,但(PS)是主要的损失提高了效率,但它实际上降低了转换器的轻负载效率。用于相位以下等式交错升压二极管开关损耗和升压FET进行了说明,其中,在所述VDS和IDS是开关FET的漏极 - 源极电压与漏极电流,可变tr和TF为漏极到FET的源上升和下降时间,FET的漏极 - 源极寄生电容的Coss,FET栅极电荷的Qg的中,Vg是施加到其导通的栅极驱动电压,可变fs是在FET栅极驱动器的转换器的开关频率, IRR表示可变升压二极管的反向恢复电流。从这个等式中,COSS,的Qg和IRR总体损失,由于单级PFC预调节器的两倍看出。关闭其中一个相交织到操作的单相模式,可提高在轻负载条件下轻负载条件下的效率。

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