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提高電源轉(zhuǎn)換效率的交錯(cuò)式PFC控制技術(shù)及應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2010-05-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
雖然預(yù)調(diào)節(jié)器可以通過(guò)降低傳導(dǎo)損耗,但當(dāng)開關(guān)損耗(PS)為主要損耗時(shí),它實(shí)際上會(huì)降低器的輕負(fù)載。下面方程式對(duì)雙相式升壓二極管和升壓FET開關(guān)損耗進(jìn)行了說(shuō)明,其中,VDS與IDS分別為FET的漏源極開關(guān)電壓和漏極電流,變量tr和tf為FET的漏源極上升和下降時(shí)間,Coss為FET的漏源極寄生電容,Qg為FET的柵極電荷,Vg為施加在FET柵極驅(qū)動(dòng)上以將其導(dǎo)通的柵極驅(qū)動(dòng)電壓,變量fs表示器的頻率,變量IRR表示升壓二極管的反向恢復(fù)電流。從這個(gè)方程式可知,由COSS、Qg以及IRR引起的總體損耗是單級(jí)預(yù)調(diào)節(jié)器的兩倍。在輕負(fù)載條件下關(guān)閉其中一個(gè)相位,進(jìn)入單相運(yùn)行模式,可以輕負(fù)載條件下的。



輕負(fù)載效率,UCC28060具有可選的內(nèi)置相位管理電路,啟動(dòng)這一功能就可以讓系統(tǒng)的輕負(fù)載效率提高1~3%(圖3)。



圖3:UCC28060通過(guò)相位管理實(shí)現(xiàn)的效率提高。

用來(lái)交錯(cuò)式的第二款IC是UCC28070。該IC能讓兩個(gè)平均電流模式PFC升壓級(jí)交錯(cuò)運(yùn)行。為確保預(yù)調(diào)節(jié)器具有最高效率,該IC能與電流感應(yīng)變壓器來(lái)檢測(cè)電流。此外,為確保調(diào)節(jié)與電流共享功能正常,UCC28070可以與單電壓回路和兩個(gè)單獨(dú)的電流回路協(xié)同工作。

使用電流感應(yīng)變壓器的PFC升壓預(yù)調(diào)節(jié)器通常要求檢測(cè)升壓二極管(D1)和升壓開關(guān)(Q1)的電流。一般來(lái)說(shuō),電流感應(yīng)電路由兩個(gè)電流感應(yīng)變壓器(CT1和CT2)、兩個(gè)整流器二極管(D)、兩個(gè)復(fù)位電阻(RR)以及一個(gè)電流感應(yīng)電阻(RS)組成(圖4)。在交錯(cuò)式PFC預(yù)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)中,可能每個(gè)相位的電流都要進(jìn)行檢測(cè)。為降低系統(tǒng)成本,TI開發(fā)了電流合成,無(wú)需感測(cè)升壓二極管電流就能直接合成升壓二極管電流,從而能在電路中節(jié)省一個(gè)電流感應(yīng)變壓器(CT2)、一個(gè)整流器二極管和一個(gè)復(fù)位電阻。



圖4:電流合成降低了電流感應(yīng)變壓器的數(shù)量。

總之,通過(guò)減少電容數(shù)量和總的電感數(shù)量,交錯(cuò)式PFC預(yù)調(diào)節(jié)器可以提高功率密度。交錯(cuò)式轉(zhuǎn)換器可以降低傳導(dǎo)損耗,提高整體系統(tǒng)效率。過(guò)去由于沒有PFC控制器,設(shè)計(jì)工程師必須謹(jǐn)慎地對(duì)待交錯(cuò)式PFC控制。為在設(shè)計(jì)過(guò)程中提供幫助并使交錯(cuò)式PFC控制變得更簡(jiǎn)單,TI推出了創(chuàng)新型交錯(cuò)式PFC控制器。UCC28060是專門針對(duì)轉(zhuǎn)移模式交錯(cuò)式PFC而設(shè)計(jì)的,具有內(nèi)置相位管理功能,以提高輕負(fù)載效率。UCC28070是專門針對(duì)交錯(cuò)式平均電流模式PFC而設(shè)計(jì)的,采用了創(chuàng)新型電流合成,它通過(guò)減少電流變壓器電流檢測(cè)所需組件的數(shù)量來(lái)降低系統(tǒng)成本。

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