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[参考译文] UCC28180:如何设计一个峰值功率比系统平均功率高16倍的 PFC 电源?

Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28180, UC2854B, UCC28070

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/836654/ucc28180-how-to-design-a-pfc-supply-that-is-capable-of-peak-powers-16-times-higher-than-the-system-average-power

器件型号:UCC28180
主题中讨论的其他器件: UC2854BUCC28070

如何设计一个能够将峰值功率比平均功率高16倍的 PFC 电源、而不对具有大型 FET 和磁性元件的解决方案进行过度设计(40、000W 30mS、而不是2、500W rms)? PFC 级此问题是指为随后产生隔离式直流电源轨的谐振转换器供电。 在高功率浪涌期间、这些电源轨完全允许崩溃到半电压。 这基本上是一个在设计中放置存储电容器的位置以及如何欺骗控制 IC、使其能够脱离稳压状态、并且不会关闭 PFC (或谐振转换器)或使其自毁的问题。 电源、因为它尝试为半空的存储电容充电。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Alex、您好!

    这是一个相当困难的设计挑战、但我认为您可以预见将会出现的一些问题。

    额定过载有两个主要要求:

    (1)您需要知道过载负载和正常工作负载之间的占空比。
    这将为您的系统设置最高温度和散热器要求。
    不能超过半导体和磁性元件的最高结温。

    (2)您可以计算功率组件中的峰值电流、并确保桥式整流器、升压 FET 和二极管能够在这些条件下运行。 计算器工具可用于此目的。

    此外、您还应使用计算器工具来调整输出电容器的大小。
    输出电容器是根据保持条件下所需的最小输出电压计算得出的。
    因此、您可以将负载设置为40kW、并计算30mS 后 Vout 的最终值。

    然后、PFC 将进入电流限制、电容器将为您的负载电流供电。

    希望这对您有所帮助。

    此致

    John

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    尊敬的 John:

    热性能我将监控系统并降低平均可用功率、以将其保持在安全限值下。 我的计划一直是允许 PFC 输出轨在这些过高的负载下崩溃(放电存储电容)、因此、在一段时间后、折叠轨会在突发功率持续时间超过预期时有效地自调节从它汲取的电流。 我无法控制此占空比、因为它的音频信号会有效地从电源获取功率、并且由我无法控制的其他人生成。 通常、突发长度与低音鼓节拍相同(低于30mS)、重复率与歌曲节拍相同、但无法保证。

    我发现板载电流限制很难实现平衡、因此它允许电源轨稍微崩溃、但不会放弃、使电源崩溃太远、从而在电源轨降至整流电源电压以下时导致存储电容器中出现过多纹波。 这可能是我不知道的"软限制"的行为? 这就是我首先联系 TI 尝试了解其工作原理的原因。 我被告知、它向 COMP 电路添加了一个电阻器(正如数据表中所说的那样)、但不会对电流产生什么影响。 电流如何变化? 立即? 缓慢? 每周期? 是否有柔软的膝部? 如果没有这些信息、我发现最好通过其他方法来限制电流、一种非常有效的方法是通过钳制电压反馈来欺骗控制器、使其保持在最低水平以上。 这使得它的响应性和跳线性大大降低、并且提供了更可控的滑轨崩溃。 通过结合控制器的增益等、可以有效地实现限流设置 (经验;没有以任何数学计算得出)。 我已将控制器限制设置得太远、因此它不再产生任何影响。 这似乎现在运行良好、但板载限制似乎无法使用、因为其功能没有得到足够详细的解释、无法预测和控制其对大功率瞬态的响应。

    我的另一个问题是时间问题,为了向前推进,我将继续走上文所述对我有用的道路; 但将来、我有兴趣再次查看此内容、并尝试使板载限制器再次工作、或者在有更好的可用性时选择更合适的控制器。

    此致、

    Alex。

     

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    尊敬的 Alex:

    UCC28180具有"软"过流限制、后跟较高值的"硬"过流限制。
    软过流会向误差放大器输出添加一个电阻器、其作用是降低输出电压
    从而保护输出。
    在较高的电流限制下、UCC28180会终止硬过流的栅极驱动。 这也称为峰值电流限制。(PCL)

    您希望设计的系统具有14倍的功率能力、因此软过流限制没有关系。

    所有 CCM 型 PFC 控制器都有 PCL 类型限制、因此您可以考虑使用 UC2854B、UC3818A 或 UCC28070控制器。
    峰值过流保护升压电感器不会饱和、这在严重的过流情况下非常重要。

    此致

    John

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    尊敬的 John:

    您能否告诉我、哪些条件意味着软限制无法保护电路电流、从而需要发挥第二个更高的硬性限制作用? 软限制的作用是慢得多、还是具有软膝点压缩类型的作用、而实际上是限制为固定的最大电流?

    感谢其他控制器的抢先使用。 乍一看、它们看起来更适合、因为有更多的接入点、可以监控/修改电路等 但我需要更多时间来阅读详细信息。

    此致、

    Alex。

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    Alex、

    如果您查看 UCC28180数据表中的参数表,您将看到 ISENSE 输入存在电流限制:

    最初、控制器在 ISENSE 上测量-0.285V 电压时限制电流、这会导致输出电压下降。
    正如您所说的、这具有软拐点、当实际输出低于稳态设定点时、它实际上会假装输出电压正常、从而使控制器认为系统处于稳压状态。 转换器可能会稍微过载、因此无需关闭系统。

    如果过流增加、以便在 ISENSE 上测量-0.4V、则控制器开始关闭 PWM 输出。
    这表明 情况更为严重。 例如、输出可能短路或升压电感已饱和。

    这就是两种电流保护等级背后的原因。

    此致

    John  

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    尊敬的 John:

    谢谢您、最后有人用我理解的语言告诉我这些限制是如何发挥作用的。 可能是、我将再次使用它们。

    此致、

    Alex