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高功率 PFC 设计问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

 

我们正在寻求一种高效率的 AC 电压转 DC 电压的途径,TI 的 PFC 控制器看上去非常适用于这种任务。

该应用是交流电源,输出电压大约 150 到 310 VAC,额定功率最大 5KW,采用非电网标准的恒定频率,在 62 到 75Hz 之间。

我们需要将其转换为电网质量的输出,且希望转换效率能够超过 93%。

我们考虑采用有源 PFC 将其先转换为 DC,然后再使用商品逆变器(货源易得,效率很高)返回 AC。

UCC28070 或 UCC28019A 适用于 5KW 功率的转换吗?

关于不同频率/电压的 AC 至 AC 转换,贵公司还有任何其他的建议吗?

对于 AC—DC—AC 转换来说,93% 的效率是否不可能实现?

我们已订购了一些 28019 和 28070 控制器的 EVM,现在可以很正常地工作在 300W 的功率下。进行大规模的纵向扩展是否可行?

 

在不使用交错式技术的情况下,要实现这样的水平我试都不想试。这种技术可以让滤波工作大大简化。那时候我们就已经不得不使用 10uF 以上的聚丙乙烯电容器来滤除输入纹波。分两个阶段进行,您就可以轻松地满足这一需求。

另一个不被重视却相当重要的工作是 PFC 电感器的散热问题。我记得它耗散的功率刚刚超过 40 瓦(在进行了大量的改进后!)。处理过热的电感器是一个大问题,拖延了开发的进度。采用两个电感器有助于管理和隔离发热点,以及控制核心温度上升。记得给它们足够的空间散热,并且要安装牢靠,才能通过下降测试。另外,引脚的端接也非常重要。我记得我们采用三阶滤波器或者四阶滤波器绕组,才能保持引线受控。在测试过程中,焊点也是个问题,所以最好采用用钳具的、机械性能良好的大型连接头。

频率比电源器件还重要,工作在这样的水平上,开关损耗会大得惊人。即便可以足够快的开启电源器件,您也应考虑这样做会迫使整流器迅速升温。这会很快加大开关损耗。此外,从传导发射测试的角度来看,频率在 50KHz 以下比较好。他们开始测试的时候,频率在 150KHz,其实最好三次谐波都不要超过这个数。补充一句,我曾经多次碰到他们的机器测试不通过,我告诉他们需要将前端增加 10dB 的衰减,然后机器就通过了。原因在于 PFC 发出的低次频率非常强,让频谱分析仪饱和了,出现了错误的读数。

如果您遇到的是比较恶劣的线路条件,那么我建议您在全桥和链路电容器之间放置一个旁路整流器。一个 50 安培的标准恢复器件就够了。但需要它的浪涌额定值要高。另外,出于同样的原因,采用过大尺寸的桥式整流器也可以。这两个措施可以帮助您避免 FRED 受损、全桥整流器烧坏导致的许多麻烦。

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