您好!
您能否告知一下、如果输入是 方波直流、 以400Hz 的频率在0V 和400V 之间切换、那么芯片的行为是怎样的? 我想知道此控制器是否会在每个开关边沿将浪涌电流限制到大容量电容器中。 如果没有、您是否有建议的解决方案?
谢谢
WB
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你好、WB、
请阐明 UCC28180电路的输入波形和您的输入结构。
这是正常交流输入 PFC 转换器吗、它前面带有二极管桥式整流器、对电桥施加直流方波?
在这种情况下、也将对方波进行整流。
这就提出了方波参数的问题。 这是在100%占空比下振幅为+400V 和-400V 的方波吗?
如果是、那么整流电压将始终是一个稳定的+400V 电压、并且将使大容量电容器始终保持充电状态、而在转换边沿上不会出现明显的峰值电流。
如果正常 PFC 输出电压设置为某个高于400V 的电压、则 UCC28180会持续将输入升压至更高的输出电压。
除非输出电压低于输入电压、否则不会出现浪涌电流。 无论是直流输入还是交流输入都是如此、控制器根本无法控制此浪涌。 在非隔离式升压 PFC 拓扑中、没有控制器可以限制浪涌。
如果输出电压调节设置为高于直流输入、则同样、一旦控制器将输出升压到高于最大输入、任何输入开关边沿都不会出现浪涌电流(即使占空比小于100%也是如此)。
限制浪涌电流似乎是您的主要关注点。 通过增大 Vout > Vin (peak)可以避免重复的浪涌电流。
至于具有400Hz 直流方波输入的控制器性能、如果占空比明显小于100%(即+/-400V 电平之间很长的0V 时间)、我不能确保控制器能够非常接近上升和下降电压边沿。 我怀疑随着电流环路稳定、整流波形的上升沿上的电流可能会有一些时间延迟和过冲。 在下降沿、假设输入几乎立即变为零、电流也会立即下降至零。
此致、
乌尔里希
您好、WB:
谢谢、您的图表让很多事情得到了澄清。
首先、您实际上不需要 PFC 控制器即可实现此升压功能。 配置用于升压转换的任何通用 PWM 控制器(例如 UCC28C4x 或-C5x 系列)都可以驱动该转换器。
其次、如前所述、为了避免在每个400V 上升沿上出现峰值电流浪涌、Vout 必须高于 Vin。
因此、如果可能、我建议将输出电压调节为435V 或更高(针对裕度和负载阶跃)、以允许在输入死区期间出现30V 的压降。
如果输出电压无法大于输入电压+ 30V、则只有电感器阻抗能够提供任何浪涌峰值限制。
添加一个串联电阻器可以限制更多限制、但会导致损耗。
添加高侧(或低侧)串联开关可以限制边沿电流、但对开关的控制会变得复杂。
但是、对于电流控制来说、这是一种损耗最小的方法、而 Vout > 435v (在我看来)除外。
串联开关可以在输入上升沿使用升压电感器对电流进行 PWM 控制、然后在高输入期间更改为连续导通。
如果串联开关可与升压 FET 同步、则可能会简化 PWM 驱动器的控制。
在适当的延时时间或峰值电流电平后持续开启驱动中的 OR-in。
此致、
乌尔里希
尊敬的 Ulrich:
我忘记提一下、输出为1KW、是隔离式的、不应超过400V。 为了考虑可能的压降、一种选择是将电压升压至400V 以上、然后使用双开关正向转换器将其降至400V。 这种方法很高效、但需要两个级。
串联电感器在我的潜在解决方案列表中、但它也带来了一些挑战:需要定制、这可能很昂贵、而且尺寸可能很大。 我已经计算出所需的电感为2mH。 此外、电感器可能会与电路电容形成谐振电路、从而可能导致谐振问题。
我一直犹豫是否调制上升沿、因为这种方法往往很嘈杂。 开关将需要高速运行、因此需要考虑 SiC FET 以更大限度地减少损耗。 也需要 LC 滤波器。 此外、如果开关放置在高侧、则需要隔离式12V 电压轨。
您将串联开关与升压 FET 同步的建议对我很感兴趣。 您能否详细阐述一下这个想法并分享一下参考设计(如果有的话)?
谢谢!
WB
您好、WB:
在第1点、您的升压图显示了非隔离式升压(与标准 PFC 相同)、因此、为了提供隔离式输出、您无论如何都需要第二级。
正如您得出的结论、无论输入和负载变化如何、您都可以利用该放大器将远远高于400V 的电压升压并严格调节至400V 的隔离式输出。
在第2点、我所指的串联电感器是升压电感器、已经在那里。 没有额外的电感器。 每个升压级在开关节点上都有电路电容、但只有在电感器电流变为 DCM 时才会发生谐振。 处于 CCM 模式时无谐振问题。
在第3点、升压开关已经有噪声、但当串联开关切换时、另一个开关可能只是在上升输入边沿的短暂间隔内增加噪声。 我同意、也许需要一个小型 LC 滤波器来缓解这种情况。
在第4点、我对参考设计一无所知、因此我只是 HEAD 初想。 假定升压电感器电流在400V 输入边沿开始时为低电平或零、那么它的电流必须斜升至稳定状态电平(在大多数400V 高电平时间内)以避免明显的电流 过冲。 这在我看来、串联开关和升压 FET 会同时开启、但串联开关会在升压 FET 执行操作之前关闭、以控制峰值电感器电流如何增加。 一旦峰值达到稳态电平、串联 FET 将在输入半个周期的剩余时间内保持导通状态。 这可能是一种开环控制方式、无论负载如何、串联占空比均以固定速率增加。 我不知道,但这种可能性可以调查。
如果添加了串联开关、则在电感器输入和 GND 之间需要一个续流二极管。
此致、
乌尔里希