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pfc输入过电流检出故障怎么修(PFC设计时序电路,保护电路)

时间:2024-12-29 10:00:21  浏览:100

在说PFC关联之前,一般我们会结合课代表去说这些事,其中最最经典也是在各大电视机PCB板上常见的控制器为3854,有各个厂家的Pin to PIN,让PFC变得通俗易懂。

UC3854很经典的PFC控制器,特点:PWM升压电路,功率因数达到0.99,THD<5%,适用于任何的开关器件,前馈线性调整;平均电流控制模式,噪声灵敏度低;恒频控制,低偏值模拟乘法器/除法器;1A图腾极驱动;一般中小功率足够驱动硅MOS,高精度基准电压;精度的参考电压

该控制器通过将交流输入线路电流波形与交流输入线路电压相对应,达到接近单位功率因数的目的。为此,UC3854A/B使用平均电流模式控制。与峰值电流模式控制不同,平均电流模式控制保持稳定、低失真正弦线电流,(不需要斜率补偿。峰值模式一般CCM必须要斜坡补偿),电路参数可以参考如下维修网电路图1


图1 UC3854 PFC电路图

课代表可以参考,我们今天聊聊PFC+PWM两级变换的一些控制电路,包含一些辅助电源,上电时序和保护电路,这块实际我们每个设计都包含,大家都耳熟能详了,这里根据经典做一总结。

1、启动过程,我们在正常启动时,需要一个合适的时序控制,或者通过用户面板上的一个开关控制,一般情况下是需要先启动缓启动的抑制冲击电流电路,然后是辅助电源启动,等BUS电压增加到一定阈值后,启动PFC控制芯片,PFC将输入电压升压到380V~400V,脉动的电压,等PFC OK后,延时打开PWM控制器,一般大功率后面是跟着LLC,LLC需要窄输入电压,窄输出,以通过调频位置输出问题,ZVS导通和副边ZCS关断,使得效率最优,不适合输入输出宽范围的拓扑,所以一般是PFC稳定后再使能PWM,避免硬启动导致管子应力而损坏,尤其是带载启动或者大容载短路启动场景。这套时序在教科书上都能看到,是我们需要注意的。

2、一般我们设计小功率的反激变换器提供辅助电源给控制器或者各种基准,保护,告警电路工作或者作为参考,产生逻辑;如辅助电源原边和副边,原边给PFC和PWM的IC提供时序和保护电路供电,而次级给过压,过流保护电路供电,可以灵活调配,通过多绕组实现,当然也可以如图1类似,通过BOOST的反激耦和产生也是可以的,也归属到反激的一种变形。

3、一般输入欠压保护检测在整流桥前,分别连接到L,N之间,或者L1,L2双火线之间,以周期性的检测交流电源电压的变化,从而检测交流的异常,如故障或者欠压状态,注意这种电路一般不放在桥后,因为BUS电容保持了能量,放在桥后,即便输入掉电或者故障了,不能及时的检测,如有输入跌落20ms,BUS电容有能量,此时应该快速识别出来输入异常,并将PFC的控制IC禁止掉,否则输入电压过低,会造成输入电流瞬间过大,造成电感瞬间饱和变导线,直通造成管子炸裂,所以欠压检测尤为重要,一般我们设计上电感要留有余量,避免饱和,跌落时间结束,IC应款速恢复将输入电压boost上去,避免PWM因为欠压而掉电,一般标准上要求电源具备20ms的掉电保持,实际就是这个意思。

4、与3854相比,其哥哥3854A/B有优势,改进了啥,改进了限制其最大乘法器的输出电流,在掉电或者其他条件下,其能够提供电流折返控制(foldback),这样有助于减小外围辅助设计的复杂度。这里所以的电流折返很简单,就是电压低时电流也低,额定输入为2A举例,电压变低,变成1.5A,也就是说你掉电时,限流点也变低,避免了电感饱和,美其名曰电流折返,听得高大上一点而已。

5、还有一种方案是可以简化外围电路避免电感饱和的方法,当然电感也可以选择的小点,现在也很多PFC控制器常用,就是在输入电压突变,如掉电视通过简单的程序控制,将输出BUS电压调低,如380V调到250V,通常在输入跳变到极地电压时并不要求保持时间,且他在这段时间内足以保持PWM输入维持正常输出,通过低压输入调低输出电压,减小了占空比,电感可以不用选择这么大了,我们可以认为PFC偷懒了,没达到380V,将250V输入仍能工作的压力交给了后级,一般后级接全桥或者其他半桥硬开关的可以这么操作,或者LLC设计到250V到380V仍能工作,也是很常见的,巧妙的转移了电感太大的矛盾,低压调低输出电压的思路值得借鉴,很多芯片支持。

6、bus电容,一般400V或者450V常见,400V电容举例,一般有寿命和纹波电流要求,我们在前面讲过了,而一般电压不能超过400V,资讯厂家,在小于1S的时间内,电容的耐压不能超过额定的1,2~1,4倍,不同的品牌资讯供应商获取,这里是一般经验,也就是防护允许瞬间超1.2倍,就是这个意思;但是持续的超电压应用会事关安全。持续的超压是绝对不允许的,安规也过不了。有些芯片通过FB的反馈电压来检测过压,而这一点实际是不太认可的, 因为如芯片工作着虚焊,单点故障,造成BUS过压失效,容易引起大电容爆炸。一般我们会外加比较电路来做单独的过压保护,如检测电压(辅助电源通过LDO或者三段稳压器,431构成基准等)触发SS限制PFC的占空比,限制占空比,同时如过压更严重,直接关掉PFC的输出,避免发生危险,这里可以做两个阈值的判断,低阈值时拉SS限占空比,保持PWM仍能工作,不至于BUS电压掉太多影响后面PWM工作,更严重过压会关闭PFC。避免电容长时间过压而炸裂。

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