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UC3855A/B 高性能功率因数预调节器(三)

来源:-- 作者:-- 浏览:448

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摘要: 4.4 振荡器频率 计算 CT 值: 所选择的开关频率为 250kHz。 4.5 乘法器/分压器电路 计算 VRMS 电阻分压器值: 在低线压条件下 (85 VRMS),将 VRMS 设置为 1.5V 如果确定了其中一个电阻器(因为此处有两个方程式,三个未知量),就可求解电压分压器。假设分压器中值较低的电阻器为 18 Kω,则: RTOTAL=18kΩ×51=

4.4 振荡器频率

计算 CT 值:

所选择的开关频率为 250kHz。

4.5 乘法器/分压器电路

计算 VRMS 电阻分压器值:

在低线压条件下 (85 VRMS),将 VRMS 设置为 1.5V

 

如果确定了其中一个电阻器(因为此处有两个方程式,三个未知量),就可求解电压分压器。假设分压器中值较低的电阻器为 18 Kω,则:

RTOTAL=18kΩ×51=918 kΩ

设置 R10=120 kΩ,得出:

R9=918kΩ-120kΩ-18 kΩ=780kΩ

R9 被分成 2 个电阻器(每一个为 390 kΩ),以降低其电压应力。

计算出电容值,将滤波器极置于 18Hz,则:

其中:REQ=R9II(R10+R11)=117kΩ

为了在不降低系统性能的情况下合并电容值,可以将 C4 选择为 0.1μF。

计算 IAC 电阻值:

在高线压情况下,将 IIAC 设置为 500μA。


将 2 个 390kΩ 电阻器串联,以降低电压应力。

4.5.1 RIMO 的计算

在低线压条件下,IIAC=156μA 且乘法器输出应等于 1V。低线压与最大负载情况下,VEA 为其最大值 6V,因此使用乘法器输出方程式:

一个 1000pF 的电容器与 RIMO 并联放置,以实现噪声过滤。由于 RIMO 两端的电压为乘法器输出,且为电流误差放大器的参考电压,因此 RC 极点频率应设置为高于 120Hz 的乘法器信号。

4.6 电流合成器

首先,应为变流器选择一个匝比。变流器是设计用来在峰值输入电流情况下产生 1V 的电压。在达到电流极限跳变点 (1.4V) 之前,这样就能容许足够的裕度。如果 IPK为 9.5A,那么比较合适的匝比为 50:1。这一匝比使感应网络损耗低于 150 mW,并且允许使用一个 1/4W 的电阻器。对检测电阻器求解,得出:

在前面的电流合成器章节中提到 RVS 等于 22 kΩ。现在就可以计算出电流合成器的电容:

4.7 控制环路设计

4.7.1 小信号模型

ZVT PFC 升压转换器的小信号模型与标准的 PFC 升压转换器模型相似。在大多数开关循环情况下,两种转换器运作基本一样,但是在开关瞬态时,两者略有不同。这就使得控制环路的设计应按照 [9] 中概述的标准技术进行。

4.7.2 电流环路设计

可在 [5、9、11] 中找到较好的电流环路设计参考方案。平均电流模式控制环路的设计以交叉频率的选用开始。在这一示例中开关频率为 250 kHz,因此单位增益交叉频率可以选择为 40 kHz(开关频率的 1/6)。但是,在该电路中,所选用的交叉频率为 10 kHz。由于电流环路主要用于跟踪线电流,因此对于该应用而言,一个 10 kHz 的带宽就足够了。

一旦确定了交叉频率 (fC),接下来要做的就是计算出功率级的增益。包括电流感应网络在内的功率级的小信号模型已在下面给出。该模型不包括开关频率为一半 [12] 情况下的采样结果,但却是一个在相关频率下较好的近似值。

UC3855A/B 的振荡器斜坡为 5.2 VPP (VSE)。术语 RSENSE 是指实际输入电流到感应电流的衰减(即,其包括变流器的匝比)。使用前面所确定的分量值并求出功率级增益在 fC 时的解,可得出 10 kHz 下的增益为 0.63。为了在 fC 时得到一个的值为 1 的增益,误差放大器必须在 10 kHz 时具有一个 1/0.63 的增益。图 12A 显示了误差放大器,其频率响应如图 12B 所示。电阻器 RI 等于 3.3 kΩ,因此所选用的反馈电阻器为 5.6kΩ。在交叉频率下放置一个零点,从而得到一个 45 度的相位裕度。为了减少开关噪声,应在一半开关频率的放置一个极点。下面对设计步骤作了总结。


图 12 电流误差放大器示意图
型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67