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[参考译文] UCC28064A:关于我们希望 PFC 电路在高频下运行的情况

Guru**** 1624230 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC28065, UCC28064A
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/1297194/ucc28064a-regarding-the-case-where-we-want-the-pfc-circuit-to-operate-at-a-high-frequency

器件型号:UCC28064A
主题中讨论的其他器件:UCC28064UCC28065

尊敬的先生:

我们正在考虑缩小 PFC 电路尺寸并考虑在高频下使用"UCC28064ADR"。
此 IC 的工作频率是否有上限?
目前、我正在尝试使电感的工作电压约为55uH。

我之所以关心此问题并问这个问题、是因为其他公司的交错关键操作产品不建议使用低于100uH 的电感。

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    您好!

    您的查询正在审查中、我会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    UCC28064通常设计为50kHz 的最小频率和250kHz 的最大频率。

    如果您想进行高速设计、我建议改用最大开关频率为800kHz 的 UCC28065。

    您可以将其设计为100-160kHz 的最小频率。  这将大大减小磁体尺寸。

    以下链接将带您前往 UCC28065的数据表。

    https://www.ti.com/lit/gpn/ucc28065

    此致、

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    您好!

    感谢您的回答。
    我们的设计规则是工作频率为20-400kHz。
    因此、我认为 UCC28065超出了规格。

    问题1
    当使用 UCC28064时、如果最大频率超过250kHz、会发生什么情况?

    问题2
    该最大频率是否表示正弦波峰值附近的频率?
    还是正弦波的所有频率?

    问题3
    最小频率是最大输出时的频率、电感由该最小频率决定。
    是否可以通过该电感计算最大频率?

    顺便说一下、我们的电源的输出是1kW。
    我们希望设计一个工作频率为75-350kHz 的 PFC 电路。

    此致。

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    您好!

    我正在审查您的查询、并会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    请查看我的评论如下。

    问题1
    当使用 UCC28064时、如果最大频率超过250kHz、会发生什么情况?

    频率范围进行一些缩放。  如果您设计的最小频率为20kHz、该频率应出现在 PFC 升压模式下的低线路最大功率峰值、那么 UCC28064将可以正常工作。   但是、频率将不能大于250kHz 到最大300kHz。  由于偏移、可控峰值电流和最短导通时间、该设计受到限制。  控制器仍可工作、并满足 EN61000-3-2谐波电源要求。

    问题2
    该最大频率是否表示正弦波峰值附近的频率?
    还是正弦波的所有频率?

     

    在低线路最大负载峰值时频率最大。  以下公式描述了峰值电流如何随线路(Vin)和峰值电流(Ipeak)移动

    TON = Ipeak*L/Vin

    toff = Ipeak*l/(Vout-Vin)

    Fsw = 1/(TON+FSW toff)

    随着负载和线路电压下降、峰值电流将降低、频率也将增加。  在交叉处、频率将达到最高值。

    问题3

    最小频率是最大输出时的频率、电感由该最小频率决定。
    是否可以通过该电感计算最大频率?

    最大频率受控制器的最短导通时间和最小可控 占空比的限制。  对于 UCC28064、这个值大约为250-300kHz。  对于 UCC28065、它将被限制在800kHz。

    此致、

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    您好!
    感谢您日前回答我的问题。

    我们获得了样本、因此我们构建了一个电路并验证了其运行情况。
    我有一个问题。 请告知我们您的观点。

    我们将反应堆的值设计为55uH。
    在这种情况下、轻载期间流经反应器的电流的波形不是美丽的正弦波。

    在测量之前
    轻负载下的电抗器电流波形


    作为权变措施、我们已添加额外的电路、如 UCC28064A 数据表第17页的图17所示。
    然而,情况并没有改善。
    在此附加电路中移除连接 AGND 的二极管可改善运行波形。

    对策电路


    但是、它的一个缺点是无法处理高负载。
    随着负载的增加、输出功率达到约400W 的峰值、输出电压从该值降低。

    采取对策后
    添加对策电路后的电抗器电流波形

    问题1
    如果连接的电路是反应器值低时的对策电路、是否会出现任何问题?
    此对策电路是否没有问题?

    问题2
    是否有办法解决 PFC 电路无法输出高输出的问题?
    如果添加对策电路、最大导通时间是否会发生变化?

    此致、

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    您好!

    我正在审查 您的查询、并会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    添加图17中所示的电路是为了确保 VINAC 在交叉时不会降至0.6V 以下。  这将减少交叉失真。

    通过移除二极管、您已经为 VINAC 添加了永久偏移。  尽管这改善了轻负载问题、但您无法实现全功率。

    我认为这可能会导致 VINAC 无法正确设置时序。

    问题1:

    我不建议使用您用于改善轻负载的电路。

    我认为这会导致 VINAC 引脚设置不正确。

    问题2:

    在您的设计中、可能无法正确设置整流器和 RTSET 上的 VINAC 电阻分压器。  这可能是您遇到问题的原因。

    以下链接将为您提供一个 Excel 设计工具、该工具将帮助您根据您的输入和输出功率要求选择 VINAC 电阻分压器和 RTSET 电阻器。   

    https://dr-download.ti.com/design-tools-simulation/calculation-tool/MD-0YHPu8SvFB/01.00.00.0C/sluc645c.zip

    在尝试实现图17之前、您的设计是否在更高的负载下工作?

    此致、

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    您好!

    感谢您的回答。
    即使我使用使用我收到的计算表计算出的常数进行操作、在轻负载期间流经电感器中线圈的电流也不会很干净。
    当时的电流波形

    因此、我能够通过在图17所示的附加电路上添加一个47kΩ 电阻器来改善这种情况。
    对策电路


    改进的电流波形


    添加此对策电路是否会导致任何问题?

    接下来、我希望即使在轻负载下也能持续运行。 有办法做到这一点吗?
    目前、Rbrst 使用470kΩ 和7.5kΩ 电阻器。
    Vcomp 高于 Vbrst、但在一段时间内开关停止。 该电路针对两个正弦波进行切换、然后停止切换。 周期大约为6Hz。 虽然我们认为这种现象不同于突发振荡、但我们仍希望保持开关状态。

    此致

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    您好!

    我正在审查您的查询、并会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    您必须向 VINAC 信号添加2.7V 的失调电压、这表明 VINAC 电阻分压器可能设置不正确。

    该电路只应在交叉点增加0.6V 的偏移。  我还认为这会扰乱时间设置。

    在轻负载条件下、您的设计似乎已经突发。  UCC28064A 具有突发模式、这可能是电流失真的原因。

    在没有添加电路的情况下、电流如何看待更高的负载?

    请注意、您应该能够通过将突发模式引脚接地来禁用突发模式。  但是、在轻负载条件下、设计仍然会突发。

    您可能需要尝试这样做、看看它是否可以改善您的轻负载行为。

    此致、

  • 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。

    您好!

    感谢您的回答。

    当我在 VINAC 电阻分压器的计算表常数上以0.6V 的偏移操作它时、轻负载中的功率因数为0.94。
    我想改善它。
    当我将2.7V 的偏移设为计算表中的常量时、功率因数变为0.99。

    第一季度)
    VINAC 引脚用于什么时序?
    TI 的回答是"定时关闭"、它会影响时机是什么?
    由于我正在添加偏移、是否会因为线路压降和欠压而变得无法检测到?
    如果这是影响的程度、我们认为这不是问题。

    问题2)
    另一个主题。
    如果线圈的辅助绕组开路、UCC28064的失效防护功能是否会激活?
    您知道如果没有失效防护功能、会出现什么行为吗?

    此致。

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    您好!

    功率因数校正主要用于充分利用线路电源。  通常、设计人员不太关心轻负载下的 PF。  但波形看起来会突发、因此我不 认为转换器突发时 PF 会达到0.94。  您可能需要再次检查您是如何测量 PF 的。

    根据300W 参考设计信息。  您应该能够获得93.5%到13%的负载。   

    https://www.ti.com/lit/ug/snvu587a/snvu587a.pdf

    请在下方查看我对您问题的解答。

    第一季度)
    VINAC 引脚用于什么时序?
    TI 的回答是"定时关闭"、它会影响时机是什么?
    由于我正在添加偏移、是否会因为线路压降和欠压而变得无法检测到?
    如果这是影响的程度、我们认为这不是问题。

    > VINAC 设置单相和双相操作的 Kt 导通时间因子。

    >通过添加超过600 mV 的偏移,您将影响您在测试中发现的达到满载功率所需的时间。

    >您的 是正确的,您将禁用欠压保护

    问题2)
    另一个主题。
    如果线圈的辅助绕组开路、UCC28064的失效防护功能是否会激活?

    >是指 ZCD 绕组还是向 UCC28064A 提供辅助电源的绕组?


    您知道如果没有失效防护功能、会出现什么行为吗?

    此致、

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    您好!

    感谢您的回答。

    关于 Q1
    我的解释是不够的。 抱歉。
    这是在突发振荡后实现稳定运行时功率因数的差异。
    该负载是额定负载。 这是正常运行的负载。
    插入2.7V 偏移将改善额定负载下的功率因数。
    偏移2.7V:功率因数0.99、偏移电压0.6V:功率因数0.94
    如您所说、最小负载时的功率因数很低。

    添加2.7V 失调电压时的问题如下、对吧?
    a)无法检测到压降和欠压。
    B)可能无法实现最大负载。

    关于问题 A)、我们认为没有必要能够检测到问题。
    关于问题 B)、我们认为只要我们可以确认电路可以承受最大负载、就没有问题。 我们的理解是否正确?

    关于 Q2
    很抱歉我没有解释。
    我们想知道 ZCD 绕组断开时会发生什么情况。

    此致。

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    您好!

    您的查询正在审查中、我会很快回复您。

    此致、

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    您好!

    感谢您澄清您的测试条件。

    第1季度

    为了使 UCC28064A 正常工作、VINAC 应是整流正弦波。  如数据表中所述、添加高达0.7V 的 VINAC 引脚失调电压是正常的。

    第2季度  

    如果 ZCD 引脚保持开路、控制器将进入相位故障检测模式。

    此致、

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    您好!
    很抱歉这么晚才回复。

    如果在禁用突发振荡的轻负载下运行 PFC 电路、某些频率会更快。
    则其行为将好像出现故障。
    栅极信号之间的间隔将是500kHz。
    此时的波形如下图。

    浅蓝色:流经电感器的电流波形
    蓝色:栅极信号

    您知道如何改善这种现象吗?
    我们使用在您的设计表中计算出的常数以及在数据表第17页添加的对策来操作电路。
    电感:55uH
    RT:160kΩ

    此致。

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    您好!

    请注意、第17页上的计数器测量 只应增加600mV 偏移。  您添加的2.7V 电压高于建议值。

    根据波形、负载非常轻、因此控制器突发并在 DCM 下运行。  对于突发的转换器、该操作看起来是正常的。

    为了防止转换器突发、可以将突发阈值设置得尽可能低。  您还可以向输出添加一些预载、以保持最小的负载、从而确保转换器不会突发。

    如果您尚未执行此操作、则在转换器以轻负载运行时禁用 B 相。  这也会有所帮助。

    还有一种选择。  在较轻的负载下、您可能不需要功率因数校正的前置稳压器。  在这种情况下、您可以禁用 PFC、这也可以解决该问题。

    此致、

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    您好!
    感谢您的答复。

    我的解释不好。 抱歉。
    此电路在突发振荡中运行、但振荡频率在振荡期间会瞬间改变。
    我想您可以通过查看下面的波形来理解这一点。
    周期 A 期间的频率为380kHz。 周期 B 期间的频率为500kHz。 通常、它在 A 周期内运行、但是 B 周期会暂时出现。 我们希望改善这一现象。

    浅蓝色:流经电感器的电流波形
    蓝色:栅极信号

    我们将 VINAC 引脚偏移设置为0.6V。
    有什么方法可以解决它吗?

    此致。

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    您好!

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    您好!

    您是否已设置 PHB 比较器以在轻负载情况下使 B 相保持关闭状态?

    此致、  

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    您好!

    当我获取您发送的波形时、B 相停止。
    将 B 相设置为在负载较大时运行。

    此致。

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    您好!

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    您好!

    当处于突发模式时、该器件看起来像是从临界传导反弹而来的器件。

    它从 DCM 和 CrM 来回波动。

    我认为当器件处于突发模式时、这可能是正常行为。

    在突发模式下、我们希望 PFC 输出保持稳定并为输出供电。

    通常、这种突发不会导致输出调节问题。  

    COMP 电压和 BRST 电压的行为是否符合预期?

    此致、

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    您好!
    感谢您的回答。

    由于我不需要突发运行、因此将 BRST 引脚连接到 GND。
    COMP 电压随着负载的增加而增加。
    当 COMP 电压升高时、操作由单相更改为双相。
    从上面可以看出、COMP 终端按预期工作。

    这是否意味着不能消除 DCM 和 CrM 模式之间的切换?

    此致。

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    您好!

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    您好!

    如果转换器未突发、其效果应与所述一致。  但请注意、即使没有突发模式、所有转换器也会突发。  这与最小可控占空比有关。  此问题将在较低的负载下发生。

    此致、

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    您好!

    是否可以解决您的问题。  请在主题帖末尾选择已解析。

    此致、