登录
|
注册会员
开启辅助访问
设为首页
收藏本站
扫一扫关注官方微信
论坛
BBS
M币充值
M currency prepaid phone
M币获取
附件中心
搜索
search
全新论坛MCU智学网上线,欢迎访问新论坛!稀缺资源、技术干货、参考设计、原厂资料尽在MCU智学网
MCU资讯论坛
»
论坛
›
单片机论坛
›
单片机应用于方案
›
6 kW开关电源PFC电路实现
更新自动建库工具PCB Footprint Expert 2024.04 Pro / Library Expert 破解版
6 kW开关电源PFC电路实现
[复制链接]
1825
0
ad***
管理员
发表在
电源技术
2013-10-29 08:50:29
|
查看全部
|
阅读模式
本文包含原理图、PCB、源代码、封装库、中英文PDF等资源
您需要
登录
才可以下载或查看,没有帐号?
注册会员
x
引言
在各种单相PFC电路拓扑结构中,Boost电路具有结构简单、变换效率高、易于控制等优点而得到广泛应用。高频化方法可以有效地减小有源功率因
数电
路的体积、重量,从而提高电路的功率密度。但是,高频化也带来了诸多问题,其中最为引人关注的是开关损耗的急剧增大。有源功率因数校正电路的软开关技术能够有效地解决这一问题,本文将要介绍的电路就是这一类电路。
软PWM 技术是指具有软开关环境的PWM 技术。这种技术的特点是:在开关周期中,电路具有软开关环境,而在非开关周期中,仍然保持原来硬开关PWM电路的各种优点[1]。软开关技术理论上可使开关损耗降为零;实际上,可使目前的各种电源模块的变换效率由80豫提高到90豫以上,达到高频率、高效率的功率变换。
此电路是在传统PFC 电路的基础拓扑结构上,加入了有源缓冲电路结构。缓冲电路的引入改善了电路的开关环境、增加了电路效率。对大部分自关断器件组成的电路,由于开关频率高,缓冲电路着重于改善开关器件的开关轨迹,控制EMI,减小电流、电压应力,从而降低开关损耗,为器件提供安全的开关环境,最大限度地利用器件特性,充分发挥器件的效能。
传统的有源缓冲电路单元,大多是既复杂、高功耗又难于控制,且输入电压范围较小、带负载能力较弱。
本文所研究的电路具有结构简单,带负载能力强,允许输入电压范围宽,以及很方便地实现PWM控制等优点。并且,通过实际的运行与测试,效果理想。
1 工作原理
在实际6 kW的PFC 电路中,由于电流较大,主开关管由4只大功率IGBT 管并联运行,辅助开关管由两只大功率IGBT管并联运行,主二极管也是多管并联运行。在图1所示的原理图中,由Lr,Cr2,Dr,D1,D2及T2共同组成了缓冲器单元。
为方便电路分析,在不改变电路运行条件的基础上,进行了以下假设:
1)输入电压为恒定值;
2)输出电容C0充分大;
3)输入电感L 充分大;
4)谐振电路为理想谐振;
5)主电感L 远大于谐振电感Lr;
6)各器件的寄生电容忽略不计;
7)除主二极管D 以外,其它二极管的反向恢复时间忽略不计。
工作过程分8 个阶段,各阶段等效电路如图2所示,波形图如图3所示。
1)[t0,t1] 在t0时刻之前,主开关管T1与辅助开关管T2均处于截止状态,主二极管D 处于导通状态。在t0时刻(iD=Ii ,vCr2=0),辅助开关管T2导通。此时,Dr和T2为零电流情况下导通(ZCT),Lr 限制通过Dr和T2的电流上升率。此时段中,通过主二极管D的电流线性下降,同时,通过T2的电流线性上升。
2)[t1,t2] 在t=t1时刻,由于二极管的反向导通,D 上电流继续下降,而流过Dr 和T2的电流继续上升。直到t=t2时刻,二极管反向恢复电流达到负的最大值。
2 电路的设计
2.1 主电感的选择
依据电感元件的伏秒平衡原理,在主开关T1导通期间,储能电感L 上的电流增加量应与主开关T1截止期间的电流下降量相等,方向是相反的。即
在实际设计中,储能电感L 上的峰峰值电流Ii+驻IL 不应大于最大平均电流的20豫,这可以避免储能电感的磁饱和,也能达到限制主开关的峰值电流、峰值电压和功率损耗的目的。这里我们选择驻IL=1.4Ii,代入式(21)中得到储能电感的电感量为
2.2 输出电容的选择
输出电容C0 中将流过i0的交流分量,在C0两端,电压将产生脉动,该脉动量与C0的数值有关。因此,在设计中,要求选择输出电容C0 使输出电压u0的纹波啄V 低于规定值,一般电压纹波啄V 臆2%,即输出电压脉动量为驻u0。
2.3 谐振电感的选择
谐振电感的选择依据是,在3 倍的主二极管反向恢复时间内,使其上流过电流不超过输入的最大电流,即
2.4 谐振电容Cr1的选择
谐振电容Cr1的选择依据是,在与谐振电感Lr谐振的半个周期内,其上能量全部传递给谐振电感Lr,即
2.5 谐振电容Cr2的选择
谐振电容Cr2 的选择依据是,在与谐振电感Lr谐振的半个周期内,其上能量全部传递给谐振电感Lr,即
式中:Irrmax是主二极管D反向恢复最大电流。
3 电路的仿真与试验结果及分析
3.1 仿真结果
仿真所得的波形如图4-图8所示。
3.2 试验结果
试验所得波形如图9、图10所示。
4 结果分析
从仿真、试验波形中可以看到:主开关管T1是在零电压情况下导通(ZVT),并且是在近似零电压情况下关断的(ZVT);辅助开关管T2是在零电流情况下导通(ZCT),在近似零电压情况下关断(ZVT);主二极管D是在零电压情况下导通与关断的;缓冲电路中D1、D2的也是工作在软开关状态下。
5 结语
此电路是在传统PFC 电路的基础拓扑结构上,加入了有源缓冲电路结构。缓冲电路的引入改善了电路的开关环境、增加了电路效率,通过试验测定:该电路(含整流桥)在满负载情况下,效率~96%。
举报
回复
返回列表
*
滑块验证:
高级模式
B
Color
Image
Link
Quote
Code
Smilies
您需要登录后才可以回帖
登录
|
注册会员
本版积分规则
发表回复
回帖后跳转到最后一页
浏览过的版块
原理图论坛
回复
转播
评分
分享
打开支付宝扫一扫,最高立得1212元红包
搜索
本版
帖子
用户
热搜:
传感器
51串口程序
电子管放大器
夾式電表
夾式電流
Mentor论坛
打印机
版块推荐
百宝箱
My 布拉格
无边框Z9
Z9Max
Z9mini
nubia动态
问题 & 建议
资源分享
爱拍
同城会
牛仔生活
查看论坛所有版块>>
每日签到
论坛任务
摄影技巧
跳蚤市场
互助问答
论坛导读
申请内测
红包中心
每日摇一摇
活动中心
网站地图
官方旗舰店
图文热点
抗干扰LED数码管显示屏驱动芯片/3线串行接
VK1Q68D是一种带键盘扫描接口的数码管或点阵LED驱动控制专用芯片。内部集成有3线
抗干扰能力强/点阵数显LED屏驱动/数码管驱
VK1S68C是一种带键盘扫描接口的数码管或点阵LED驱动控制专用芯片,内部集成有3 线串
可支持14×4的点阵LED显示面板数码管LED驱
VK1624是一种数码管或点阵LED驱动控制专用芯片,内部集成有3线串行接口、数据锁 存
数显驱动器原厂-数显LED显示驱动芯片VK1620
VK1620B是一种数码管或点阵LED驱动控制专用芯片,内部集成有3线串行接口、 数据锁
抗干扰数显驱动数码管LED驱动芯片VK1618 SO
产品品牌:永嘉微电/VINKA 产品型号:VK1618 封装形式:SOP18/DIP18 概述 VK161
更多
精华推荐
抗干扰LED数码管显示屏驱动芯片/3线串行接
抗干扰能力强/点阵数显LED屏驱动/数码管驱
可支持14×4的点阵LED显示面板数码管LED驱
数显驱动器原厂-数显LED显示驱动芯片VK1620
抗干扰数显驱动数码管LED驱动芯片VK1618 SO
VK1616 SOP16/DIP16点阵LED数显驱动芯片/数
点阵数显驱动芯片/LED数码管显示屏驱动VK16
数显驱动电路LED显示驱动芯片VK1650 SOP16/
更多
社区学堂
抗干扰LED数码管显示屏驱动芯片/3线串
抗干扰能力强/点阵数显LED屏驱动/数码
抗干扰LED数码管显示屏驱动芯片/3线串行接
VK1Q68D是一种带键盘扫描接口的数码管或点阵LED驱动控制专用芯片。内部集成有3线
抗干扰能力强/点阵数显LED屏驱动/数码管驱
VK1S68C是一种带键盘扫描接口的数码管或点阵LED驱动控制专用芯片,内部集成有3 线串
可支持14×4的点阵LED显示面板数码管LED驱
VK1624是一种数码管或点阵LED驱动控制专用芯片,内部集成有3线串行接口、数据锁 存
更多
客服中心
QQ:187196467
服务时间:周一至周日 8:30-20:30
在线客服
客服微博
产品咨询
售后中心
关注我们
关于我们
关于我们
友情链接
联系我们
帮助中心
网友中心
购买须知
支付方式
服务支持
资源下载
售后服务
定制流程
关注我们
官方微博
官方空间
官方微信
QQ:187196467
周一到周日 8:30-22:00 (全年无休)
7 x 24小时在线客服
手机版
Powered by
MCUZX!
X3.4 © 2008-2015
MCU资讯论坛
版权所有
京ICP备18035221号-2
客服QQ: 187196467
技术支持:
MCU资讯论坛
|
网站地图
快速回复
返回顶部
返回列表