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特征
一个8针集成电路中的内部同步PFC和PWM专利的单针电压误差放大器,具有先进的输入电流整形技术峰值或平均电流,持续升压,前沿输入电流整形技术高效后缘电流模式脉宽调制低供电电流;启动:150微安(典型值),运行:2mA典型值。同步前缘和后缘调制减少存储电容器中的纹波电流PFC和PWM部分过电压、紫外线和断电保护带PFC软启动的PFC VCCOVP
一般说明
4803-ic/" title="FAN4803产品参数、文档资料和货源信息" target="_blank">FAN4803是一种节省空间的功率因数控制器经校正的开关电源启动和运行电流低。功率因数校正(PFC)提供更小、更低的成本散装电容器,减少电力线负荷和压力开关场效应晶体管,并产生完全符合IEC1000-3-2规范的电源。风扇4803包括实现前沿平均值的电路电流“升压”型PFC和后缘,PWM。风扇4803-1的PFC和PWM同时工作频率,67kHz。风扇4803-2的功率因数校正频率为自动设置为134kHz脉冲宽度调制的一半。这个更高的频率允许用户使用更小的在保持最佳工作状态下的PWM组件PFC的频率。过电压比较器关闭如果装载。功率因数校正部分还包括峰值电流限制增强系统可靠性。
功能描述 :风扇4803由平均电流模式升压组成功率因数校正器(PFC)前端,然后是同步脉冲宽度调制(PWM)控制器。它是与早期的组合控制器不同的是它的低引脚计数,创新的输入电流整形技术,以及启动和运行电流低。脉宽调制部分是专门用于峰值电流模式操作。它使用传统的后缘调制,而PFC则使用超前边缘调制。这种专利的前缘/后缘调制技术有助于减小PFC直流母线电容器中的纹波电流。FAN4803有两个版本。风扇4803-1在67kHz下同时操作PFC和PWM部分,而FAN4803-2以两倍于功率因数校正频率(134kHz)的频率操作脉宽调制部分。这允许使用更小的脉冲宽度调制(PWM)磁学和输出滤波器组件,同时最小化PFC级的开关损耗。除了功率因数校正外,FAN4803还内置了一些保护功能。这些包括软启动,冗余PFC过电压保护,峰值电流限制、占空比限制和欠压锁定(紫外)。典型应用见图12。详细的管脚说明该引脚提供反馈路径,强制PFC输出调节到编程值。它连接到与PFC输出电压相连的编程电阻器由反馈补偿网络分流。伊森该引脚与电阻或电流感应变压器相连感应PFC输入电流。这个信号应该是负的关于IC接地。它内部提供脉冲电流限制比较器和电流传感反馈信号。ILIMIT跳闸电平为-1V。ISENSE反馈在内部乘以4的增益,并进行比较针对内部编程斜坡设置功率因数校正占空比循环。升压电感电流的交集带有内部编程斜坡的下坡决定启动关闭时间。直流电该引脚通常与反馈光采集器相连。它是通过一个26kΩ电阻与内部5V参考电压连接,并通过40kΩ电阻器接地。
伊利米特该引脚与一次侧脉冲宽度调制电流检测电阻器或变压器相连。它提供一个又一个的内部脉冲脉宽调制级的电流限制(发生在1.5V)和电流模式的峰值电流模式反馈路径控制PWM级。电流斜坡内部偏移1.2V,然后与光反馈进行比较设置脉宽调制占空比的电压。PFC输出和PWM输出PFC输出和PWM输出是能够直接驱动功率MOSFET栅极的大电流功率驱动器峰值电流高达±1A。两个输出都被有效保持当VCC低于UVLO阈值时为低。VCC公司VCC是集成电路的电源输入连接。VCC启动电流为150微安。空载ICC电流为2mA。VCC公司静态电流将包括IC偏置电流以及PFC和PWM输出电流。考虑到操作频率和MOSFET栅电荷(Qg),平均值功率因数校正和脉宽调制输出电流可计算为输出电流=Qg x F.任何还必须包括栅极驱动变压器。VCC引脚也假设与PFC输出电压成正比。内部连接到VCCOVP比较器(16.2V)提供冗余高速过电压保护(OVP)在PFC阶段。VCC还与UVLO电路,在12V时启用IC,在12V时禁用它9.1V.VCC必须绕过高品质陶瓷旁路电容器尽可能靠近集成电路。良好的旁路对于风扇4803。VCC通常由升压电感或PFC扼流圈,提供与PFC输出电压成比例的电压。因为VCCOVP最大值电压为16.2V,内部分路限制VCC过电压至可接受的值。外部夹,如图是可取的,但不是必需的。
VCC是内部钳位到16.7V最小,18.3V最大。这限制了可以应用到的最大VCC。IC同时允许一个足够高的VCCVCCOVP公司。通过这个齐纳管的最大电流是10毫安。需要外部串联电阻来限制如果VCC电压超过齐纳钳位。
地面GND是与这部分。注:高质量、低阻抗接地对集成电路的正常工作至关重要。高频应采用接地技术。功率因数校正功率因数校正使非线性负载看起来像交流线路的电阻负载。对于电阻器,电流从线路开始与线路同步并成比例电压。这被定义为单位功率因数为(1)。一个一类常见的非线性负载是最大功率的输入电源,它使用一个桥式整流器和电容输入滤波器从线路馈电。峰值充电效应,发生在这种电源中的输入滤波电容器,使电流从电源线中短暂地产生高振幅脉冲,而不是与线电压同相的正弦电流。这样的电源为另一种说法是在其输入端出现的电流谐波)。如果输入电流通过这种供给(或任何其他非线性负载)可以以瞬时幅度跟踪输入电压,它对交流线路和单位功率因数有电阻将实现。保持设备拉电源的输入电流消耗从与输入同相且成比例的交流线路电压,必须找到一种方法来防止加载线路,与瞬时线路成比例的除外电压。FAN4803的PFC部分使用boostmode DC-DC转换器来实现这一点。输入到变频器是全波整流的交流线电压。在桥式整流器之后没有应用滤波,因此输入升压转换器的电压范围,两倍线频率,从零伏到交流输入的峰值再回到零。通过强制升压转换器同时满足两个条件,可以确保转换器从电源线引出的电压与瞬时线电压相匹配。其中一个条件是升压转换器的输出电压必须设置为高于线路电压的峰值。一个常用的值是385VDC,允许270VACRMS的高压线。其他的条件是转换器允许的电流在任何给定时刻从直线画出的线必须成比例到线路电压。因为FAN4803 PFC中的boost转换器拓扑是在当前平均类型中,没有斜率补偿必修的。
超前/跟踪调制传统的脉冲宽度调制(PWM)技术采用后缘调制,开关将在系统时钟的后缘后右转。然后将误差放大器输出电压与调制斜坡。当调制斜坡到达误差放大器输出电压的水平,开关将关闭。当开关打开时,电感电流将加强。后缘调制的有效占空比在开关接通时确定。数字2显示了典型的后缘控制方案。
在前缘调制的情况下,开关转动就在系统时钟的前沿。当调制斜坡达到误差放大器的水平输出电压,开关将接通。有效的确定前缘调制的占空比在开关关闭期间。图3显示了一个前导边缘控制方案。这种控制技术的优点之一是只需要一个系统时钟。开关1(SW1)关闭开关2(SW2)在同一瞬间接通,以使瞬时“空载”时间最小化,从而降低纹波开关动作产生的电压。带着这样的同步开关,第一级的纹波电压减少。计算和评估表明功率因数校正输出纹波电压的120Hz分量可以是使用这种方法可减少多达30%,基本上降低高压PFC电容器的损耗。典型应用单针误差放大器风扇4803在PFC部分(VEAO)。误差放大器实际上是一个电流接收器,通过输出编程电阻强制35微安。VEAO引脚的标称电压为5V。对于11.3MΩ电阻器,VEAO电压范围为4至6V链至升压输出电压和5V稳态维奥,升压输出电压是400伏。
编程电阻值公式1计算所需的编程电阻价值。
PFC电压环补偿电压回路带宽必须设置为小于120Hz限制线路电流谐波失真量。典型的交叉频率是30Hz。方程式1,对于简单,假设极电容占主导地位在环路单位增益频率处的误差放大器增益。方程2将极点放置在交叉频率处,提供45度的相位裕度。方程式3的位置a北极前十年。显示总增益和相位如图所示。图显示电压回路的简化模型。
内部电压斜坡内部斜坡电流源通过以下方式编程VEAO引脚电压。图显示了内部斜坡电流与电压的关系。此电流源用于向内部30pF+12充电,形成内部斜坡/–10%电容。见图10和11。的频率内部编程斜坡在内部设置为67kHz。PFC电流传感滤波在DCM中,由风扇4803可能导致输入电流流失。为了使这项技术能够正常运行在DCM下,编程斜坡必须满足boost零安培时电感电流下降。假设编程斜坡在轻载时为零,关闭时间电感电流达到零时终止。
随后启动PFC门驱动器,消除DCM模式所需的必要死区时间。这种力量直到VCC OVP关闭这种情况是通过增加一个偏置电压来纠正的当前感应信号,强制占空比轻载时为零。该偏移量防止PFC在DCM中工作,并强制脉冲从CCM跳转到noduty,从而避免DMC操作。对当前检测信号进行外部滤波有助于平滑检测信号,将工作范围稍微扩大到DCM范围,但这应该小心,因为这个过滤通过脉冲电流限制信号来降低脉冲信号的带宽。图显示了一个典型的电路用于在轻负载时将偏移量添加到ISENSE。PFC启动和软启动在稳态运行期间,VEAO在启动时吸入35微安接收该电流的内部电流镜被破坏直到VCC达到12V。这迫使PFC错误电压IC启用时的VCC。具有领先优势VEAO引脚上的调制VCC在功率因数校正输出。在选择外部补偿元件和VCC供电电路时,不得阻止VEAO在VCC通电达到12V之前达到6V顺序。这将保证PFC阶段将进入软启动。一旦VCC达到12伏,35微安的VEAO电流接收器已启用。小牛肉补偿成分是通过35微安的电流槽放电,直到稳定达到状态操作点。见图。VCC-OVP后PFC软恢复FAN4803假设VCC是从源代码生成的这与功率因数校正输出电压成正比。一旦那样电源电压达到16.2VVEAO pin和软启动开关一样被禁用顺序。一旦禁用,VEAO pin的收费高达外部部件的方式,直到PFC占空比归零,禁用PFC。
VCC OVP复位一次VCC放电低于16.2V,使VEAO电流清洗和排放VEAO补偿部件直到达到稳态工作点。应该是注意,如图所示,一旦VEAO pin超过6.5V,内部斜坡失效。因此,可以安装外部齐纳,以降低最大电压。在关闭状态下,VEAO销可能会上升。将VEAO销从外部夹紧至7.4V将降低VEAO销恢复到稳定状态所需的时间价值。紫外辐射一旦VCC达到12V,PFC和PWM都将启用。UVLO阈值为9.1V,滞后2.9V。生成VCC内部钳位限制VCC的过电压。这个夹子电路确保风扇4803的VCC OVP电路将在超过公差和温度的情况下正常工作保护部件免受电压瞬变的影响。这个电路允许风扇4803在脉宽调制输出和功率因数校正输出,足以驱动低成本IGBTs。必须限制通过齐纳管的电流以避免过热或破坏。这可以用一个与VCC引脚串联的电阻器,返回到偏压电源通常为14V至18V。必须选择电阻值满足FAN4803的工作电流要求自身(最大4.0mA)加上两个栅极所需的电流驱动器输出。