制作PFC充电器ppt课件

Technology Center,#,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,目录,问题的提出；,L6562,的工作原理及特点；,384X,与,6562,的对比；,线路说明；,测试结果波形；,FOT,工作模式；,缺陷与不足；,问题的提出,目前,charger,线路存在的问题：,为降低成本，去掉了整流桥后的大电解电容，使得模组相对于,source,为感性负载。当以发电机为,source,时，模组与发电机会产生振荡，影响了发电机的输出电压，造成输入端,MOV,的损坏,fig.1 charger,空载,fig.2 charger load=40W,CH1,：发电机输出电压、模组输入电压波形,问题的提出,使用,PFC IC,为控制,IC,以提高模组的,PF,值，使模组相对于,source,为阻性负载，避免与发电机产生振荡，结果如下：,fig.3 charger,空载,fig.4 charger load=40W,CH1,：使用,IC L6562,后的发电机输出电压、模组输入电压波形,其他带载情况参考：,L6562,的工作原理及特点,Fig.5 Block diagram of L6562,L6562,工作于峰值电流模式，其工作原理为：将输出电压反馈结果与检测到的输入电压相乘，以此确定电感电流峰值。由此得到的输入电流是以,100Hz,正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流，理论上此时,PF,值,=1,。,Boost,中电感电流波形如,fig.6,所示。,Fig.6 inductor current waveform and MOSFET timing in Boost topology,L6562,的工作原理及特点,Fig.8 primary and secondary current waveforms,Fig.7 block diagram of 710-Z2727,为降低成本将,L6562,应用于,flyback topology,实现单级,PFC,，原理框图如上图所示，其工作原理与,boost,类似，将副边输出电压反馈结果与检测到的原边输入电压相乘，以此确定原边电流峰值。由此得到的原边输入电流是以,100Hz,正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流。原、副边电流如,fig.8,所示。由图可知以下两点：,a.,变压器工作模式为,DCM,；,b.,原边电流是断续的，即一个开关周期内只有在,Ton,时间内有电流，因此,flyback,拓扑中理论上就不能实现,PF=1,。,384X,与,6562,的对比,3845,6562,384X,与,6562,的对比,Item,L6562,384X,PFC,功能,由,multiplier,实现,无,Compensation,内部结构,无内部电流源,内部有,1mA,电流源,参考电源,无,有,Vref=5V,output,钳位于,12V,左右,与,Vcc,相同,内部振荡器,无，由,ZCD,功能开通原边,MOS,有，用于开通原边,MOS,OVP,有,无,Disable,ZCD,置低,comp,置低,V current sense,1.7V,1V,Filter on current sense,有，,Leading edge blanking,无,Vcc-on,12V,8.4V,Vcc-off,9.5V,7.6V,Istart-up,=70uA,1mA,Icc,3.5mA,12mA,384X,与,6562,的对比,针对于,L6562,的特点，设计时应注意以下几点：,L6562,的,comp,脚上没有电流源，这点不同于,384X,系列,IC,，因此输出电压反馈不能将光耦直接连到,comp,脚。参考,L6562,的应用文档，反馈电路如图,fig.5,所示；,L6562,的输出钳位于,12V,左右，因此,Vcc,电压最好也设置在,12V,左右，,Vcc,过高,IC,的损耗将增大。最好由线性稳压电路实现,Vcc,，同时也可解决,IC,无内部参考电源的缺点；,ZCD,（,zero current detector,），其功能为检测原边电感电流，当原边电感电流降低到最小时，开通原边的,MOS,。该功能可让模组工作于,TM,（,Transition Mode,），优点是：降低了,MOS,的开通损耗；省掉了输出,diode,的,snubber,吸收回路。缺点是：原副边的工作电流增大，元件的通态、关断损耗都增大；且由于工作频率时刻在变化，变压器设计时的裕量增大，变压器磁芯利用率降低。,由于输入电压波谷附近输入能量几乎为零，因此输出电压纹波会较原来使用,3845,的大，相应的输出电容容值应适当增大；,PF,值与输出动态相应两者互为矛盾，为实现较高的,PF,值，理论上要求控制回路带宽较小，动态相应差一点，因此这两项需要折中处理；,由于,6562,动态相应差，输出电压容易过冲，设计时可利用,IC,内部,OVP,功能减小输出电压过冲；,限功率线路设计；,6562 IC,抗冲击能力较差，焊接时烙铁要合理接地、不带电焊接；使用普通探棒测试波形时，注意测试点是否合理；,线路说明,Feedback circuit,Transformer design,Fig.2 primary and secondary current waveforms,由左边的公式可得，,Ton,大小是固定的，,Toff,大小随负载、输入电压的变化而变化。,由公式可得，在输入电压波峰处，原、副边峰值电流最大，开关频率最小，设计变压器时应有足够的裕量保证变压器在此处不饱和。,Transformer design,变压器设计过程：,确定电感、匝比；,按波峰处条件计算匝数；,并验证是否饱和，是否绕的下。否则回到,A,。,由计算公式可知,：,匝比,n,越大，原边电流有效值越小，但副边电流有效值越大；,n,值越大，理论上的,PF,值越高；,n,值越大，副边的反射电压越大，,MOS,开通时的,Vds,越小，开通损耗越小；,n,值越大，模组工作频率越高，需考虑开关元件的损耗，另外,n,也受原边,MOS,的最大耐压限制，需要折中；,开关频率越高，模组,PF,值越高，变压器尺寸越小；,原边励磁电感,L,尽量小；,L,越小，工作频率,f,越大。,变压器设计过程中应该注意的地方：,线径选择尽量小。模组工作频率是时刻在变的，在选择线径时要注意趋肤效应的影响；,在变压器设计时，,Bmax,不可取太大，防止变压器在波峰发生饱和现象。,尽量减小漏感。减小线圈的层数，增加原、副边之间的耦合。,由于,L6562,的内部结构不同，其,driver,输出被钳位于,12V,左右，那么,Vcc,超出,12V,的部分将被,IC,内部输出的图腾柱上管损耗掉。因此设计时,Vcc,不宜过高，否则,IC,的损耗将增大。,变压器计算公式参考：,OVP,OVP,条件：当流入,pin comp,的电流等于,40uA,时，,IC,内部,OVP,开始作用，关断输出驱动信号,。,限功率线路,限功率方法：增大,CS,电压或减小,MULT,电压，以减小输出功率。,测试结果,Input voltage&input current Vin=120Vac,full load,测试结果,MOSs Vds&voltage of Rsense Vin=120Vac,full load,测试结果,Reverse voltage of output diode&voltage of Rsense,Vin=120Vac,full load,测试结果,Vin,（,Vac,）,Efficiency,PF full load,Tested by chroma,3843,6562,6562,80,89.46%,87.20%,0.995,85,89.94%,86.81%,0.998,90,90.25%,86.64%,0.995,95,88.38%,86.92%,0.991,100,88.75%,86.96%,0.991,105,88.78%,87.66%,0.992,110,89.59%,87.96%,0.992,115,89.56%,88.29%,0.988,120,89.66%,88.45%,0.990,125,89.83%,89.02%,0.989,130,90.00%,88.89%,0.992,135,90.15%,88.91%,0.992,140,90.23%,89.09%,0.996,145,90.35%,89.23%,0.988,测试结果,Fig.1 Conduction of Line N full load,using L6562,Fig.3 Conduction of Line N light load,using L6562,Fig.2 Conduction of Line N full load,using IC 3843,FOT,工作模式,FOT,的特点：,FOT,的工作模式与,TM,刚好相反。,TM,中,Ton=constant,，工作于,DCM,，而,FOT,中,Toff=constant,，工作于,DCM&CCM,（输入电压波谷附近,DCM,，波峰附近,CCM,）；,开关频率与匝比,n,、,Toff,、输入电压有关，,n,、,Toff,越小或电压越高，对应的开关频率越大；,开关频率与电感大小无关，但电感大一点，原、副边的电流就小一点；,开关频率越小，原、副边的电流越大；,副边,diode,的反向尖峰变大，需增加,RC snubber,吸收回路；,由于,TM,相当于,DCM,，原副边的峰值电流较大，且频率变化范围较大。,6562,的另一工作模式为：,FOT,，需在线路图中做如右图所示的修改：,缺陷与不足,限功率线路,不够理想，在整个输入电压范围内最大输出功率变化较大，且影响了输入,电流波形；,输出电压纹波较大，要求输出电容容值较大；,MOS,spike,电压,较高；,需增加成本以克服以上存在的问题，并且,6562,本身比,384X IC,贵,0.6rmb,；,缺陷,Input voltage&input current Vin=140Vac,The End,Q&A,Thank you!,