大家好,我將原野筆名改為謝飛機,哈哈,很魔性的笑一笑,有我的真名兒在里面,從本期開始將陸續為大家介紹PFC,開關電源里面兒,PFC的應用實在太多,稍微功率大一點的電源都有在用,而且PFC控制方式又有很多種,要想全部搞明白,還是需要下功夫的,很多人說,不需要搞的那么明白,只要會應用就可以了,但是我想說的是,現在對電源品質的要求越來越高,要把電源做到精細,你就需要明白芯片工作的每一個環節,參數的匹配度越高,電源的性能才會更好,而且搞明白各個控制方式,也為我們后面數字電源打下基礎,數字電源的工作邏輯流程不也來源于模擬芯片么。
今天給大家介紹的是臨界模式,也是我最早接觸的一款PFC芯片L6562系列,非常好用的一款芯片,外圍器件少,調試方便,性價比很高。6562系列的工作原理就是,將環路輸出和輸入電壓采樣相乘用來做電流的限制峰值,也就是峰值控制模式,下面用仿真介紹芯片內部的功能模塊。
首先是環路控制產生峰值包絡模塊,根據內部框圖,1腳是采樣輸出電壓,2腳環路輸出一個穩定的電壓值,3腳采樣輸入電壓,同時環路輸出值和輸入電壓值連接到一個乘法器,就形成了一個正弦的包絡,4腳的電壓和這個包絡的電壓值比較,比較器輸出一個關斷脈沖,復位RS觸發器。其中運放模塊有一個附加功能,就是過壓檢測功能,當運放上面流過40uA電流,也就是母線過壓,過壓值為采樣上拉電阻乘以40uA電流,芯片需要緊急制動,將乘法器輸出強制拉低,關閉驅動,關閉內部啟動功能,當運放上面電流小于10uA的時候,故障消除,同時還有一個低于2.25V的靜態保護功能,低于2.25V需要關閉驅動;乘法器模塊,我們根據增益公式直接配置,查規格書,乘法器輸出Vcs=kVmult(Vcomp-2.5),其中k為0.6,Vcomp環路輸出范圍2.5--5.7,Vmult為輸入采樣電壓,Vcs最大限幅1.7V,L6562還專門做了一個THD補償,主要補償過零點,提高過零點的Vcs電壓值,當采樣輸入電壓在過零點時,補償值加大一點,在峰值處,補償值小一點,相當于對過零點有好處,對其他點影響很小,下面是建模的內部框圖。
運放乘法器模塊
L6562臨界模式,有一個專門檢測過零電壓的腳,ZCD,下面對這個模塊進行詳解,自己都覺得這個模塊建的很經典,哈哈,先直接上圖
ZCD模塊
我們從剛開始開機流程講起,剛開機的時候,ZCD上面是沒有電壓,這個電壓主要是放電的時候,從PFC電感耦合的電壓,而我們ZCD觸發需要一個條件,就是放電的時候,需要檢測到ZCD的正向電壓大于2.1V,這個時候怎么辦了,6562內部配置了一個內部啟動模塊,這個模塊的周期是130us,通過對電容的充放電來實現,當充電時間到130us,比較器輸出一個高電平,驅動就會給出來,同時將電容強制拉低放電,為下一個周期準備,當有驅動的時候,MOS管閉合,電感開始充電,此時,ZCD上面的電壓低于1.6V,當充電電流達到峰值包絡之后,R輸出變高,觸發器被置位,驅動關閉并保持,ZCD電壓變高,但當電壓還是低于2.1V的時候,重復前面的內部啟動模塊功能;當電壓高于2.1V的時候,觸發條件被開啟,繼續保持放電,當放電電壓低于1.65V,觸發器S被拉高,驅動被重新給出,整個工作進入穩態,因為正常工作頻率高于內部電路頻率,也就是內部啟動會被拉低,正常穩態不在工作。
最后是保護電路,欠壓保護,輸出過壓保護,還有使能能保護,根據芯片內部框圖,對保護進行配置,有的是關驅動,有的是關內部啟動模塊。
保護模塊
最后整個內部模塊圖,根據這個模塊圖,我們就可以搭建仿真啦!
在此特別鳴謝作者xf謝飛機!
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