2 kW有源功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3 APFC電路設(shè)計(jì)
這里采用Siemens公司的PFC控制器件TDA16888設(shè)計(jì)APFC電路。設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)參數(shù)有：交流輸入電壓為90～220 V；直流輸出電壓為380 V；輸出功率高于2 kW；功率因數(shù)大于0．99；變換器效率高于90％。Boost APFC電路原理圖如圖3所示。
主回路采用Boost電路結(jié)構(gòu)，主要由電感L2，二極管VD1、VD2，開關(guān)管VQ1，輸出主線濾波電容C14組成。輸入電路由濾波電感L1、濾波電容C1、整流橋B1、壓敏電阻R4、熱敏電阻R1組成。L11和C3構(gòu)成濾波網(wǎng)絡(luò)?？刂齐娐酚蒚DA16888及其外部元件組成，外圍電路包括電流檢測(cè)電路(由R9組成)，輸入電壓取樣電路(由R6、R7組成)，輸出電壓反饋電路(由R17、R18、R19和R20組成)，反饋回路為PI控制器，電壓環(huán)PI控制器由C9、C10、R24組成，電流環(huán)PI控制器由C6、C7、R22組成?？刂破鞴ぷ黝l率由電阻R26決定，R26值越大，則其工作頻率越小，R26取值51 kΩ，工作頻率為100 kHz。
根據(jù)功率要求，功率電路的功率器件選擇如下：Boost電感L2取值470μH；開關(guān)管VQ1為IRFP460，其主要參數(shù)為：漏-源極最小擊穿電壓500 V，漏-源極的最大導(dǎo)通電阻為O．27 Ω，最大導(dǎo)通電流20 A；整流二極管VD1選取肖特基二極管STFA806，其主要參數(shù)為：反向工作電壓600 V，正向平均工作電流8 A。輸出電容C14取值2 200μF／450 V。
4 試驗(yàn)結(jié)果
在負(fù)載為2 kW時(shí)PFC電路的工作波形如圖4～圖5所示。圖4為交流輸入端電壓、電流波形及電流諧波分析，圖中交流輸入端電壓波形通道為4、電流波形通道為3，電流的諧波分析結(jié)果為D。由圖4可看出，加入PFC電路后，交流輸入電流波形由窄脈沖變?yōu)檎也ǎc輸入電壓同相，Boost變換器近似為純電阻，輸入電流總諧波量為4．5％。圖5為開關(guān)驅(qū)動(dòng)波形與電路的輸入電流波形。示波器通道1為開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形．通道2為輸入電流波形，由圖5可見，輸入電流經(jīng)有源功率因數(shù)校正器的校正后，波形幾乎達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，使用單相功率表(DB3-PF01)測(cè)得功率因數(shù)超過0．99，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在輸入電壓的整個(gè)范圍內(nèi)及負(fù)載變化的情況下也得到類似結(jié)果。
評(píng)論