风扇4810 功率因数校正控制器

元器件信息   2022-11-23 10:37   345   0  

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特征 :Trifault Detect8482;符合UL1950并增强安全用于超快速pfc响应低功率:200微安启动电流,5.5mA运行现在的低总谐波失真,高功率因平均电流,连续升压前沿功率因数校正电流反馈增益调制器,提高抗噪性过电压和褐化保护、UVLO和软开始同步时钟输出

一般说明 :FAN4810是功率因数校正控制器,开关电源。FAN4810包括实现前沿平均值的电路电流,“升压”型功率因数校正完全符合IEC1000-3-2规范的电源-阳离子。它还包括一个TriFault Detect™功能来帮助确保不会因单个带1a的pfc栅极驱动器中的部件故障性能最小化了对外部驱动电路的需求。低功耗要求提高效率并减少部件成本。功率因数校正还包括峰值电流限制、输入电压过电压保护和过电压比较器在事件中关闭pfc部分负荷突然减少。打卡信号可以是用于同步下游脉冲宽度调制级,以便降低系统噪音。

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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,电流与线路同步且与线路成比例电压,所以功率因数是1。普通阶级非线性负载是大多数电源的输入,其中使用桥式整流器和电容输入滤波器行峰值充电效应,发生在输入端这些电源中的滤波电容,导致短暂的高振幅从电源线流出的电流脉冲,而不是与线电压同相的正弦电流如此电源对线路的功率因数小于1(也就是说,它们会引起电力的显著电流谐波出现在输入端的线频率)。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与输入成比例的同相交流线路电压,必须找到一种方法来防止加载线路,但与瞬时线路电压。风扇4810的PFC使用boost模式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。无体积滤波应用在桥式整流器之后,因此输入升压转换器范围的电压(在两条线路上频率)从零伏到交流输入的峰值回到零通过强制boost转换器满足两个同时条件下,可以确保从电源线引出的电流与输入线电压。其中一个条件是升压转换器的电压必须设置为高于线路电压峰值一个常用的值是385Vdc,允许270Vacrms的高压线。其他的条件是在任何给定的瞬时电压必须与线路电压成正比。

建立一个合适的电压控制回路匝驱动电流误差放大器和开关输出驱动程序满足这些要求中的第一个。第二次使用整流交流线路电压调节电压控制回路的输出。如此调制使电流误差放大器命令功率级电流直接随输入变化电压。为了防止波纹,必须出现在升压电路的输出端(通常约在385V直流电平上为10V交流),从引入失真开始通过电压误差放大器,带宽电压回路故意保持低最后的改进将pfc的总增益调整为与1/vin2成比例,使交流输入电压变化时的系统。

因为fan4810 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。PFC电路块增益调制器图显示了FAN4810的框图收益调制器是PFC的心脏,因为它是这个电路块它控制电流回路对线路的响应电压波形和频率、rms线电压和pfc输出电压。增益调制器有三个输入。这些是:1.表示瞬时输入电压的电流(振幅和波形)到pfc。整流ac输入正弦波转换成比例电流通过一个电阻,然后在艾克以这种方式采样电流使接地最小化噪声,在大功率开关电源转换环境中是必需的。增益调制器对该电流线性响应。2.与长期均方根交流线成比例的电压电压,由整流后的线路电压得出缩放和过滤这个信号呈现给增益VRMS的调制器增益调制器的输出是与VRMS成反比2.(异常情况除外特殊增益轮廓的vrms的低值接管,以限制电路的功耗在严重缺油条件下的部件)这个vrms和增益之间的关系称为k,并且在典型的性能特征中加以说明。3.电压误差放大器的输出,veao。这个增益调制器对这种变化有线性响应电压。增益调制器的输出是电流信号,在两倍于直线的全波整流正弦波的形式频率该电流施加在虚拟地面上电流误差放大器的(负)输入。就这样增益调制器构成电流误差的基准循环,并最终控制瞬时电流消耗来自电源线的PFC的一般形式增益调制器的输出为:bcd50d85-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

更准确地说,增益调制器的输出电流是:bcd50d86-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

电流误差放大器电流误差放大器的输出控制pfc占空比循环以保持通过升压电感的平均电流线电压的线性函数在反向输入处电流误差放大器,增益的输出电流调制器的电流和在ISENSE引脚上施加负电压。这个ISENSE上的负电压表示所有电流的总和在pfc电路中流动,通常从与负端串联的电流感测电阻器输入桥整流器。在高功率应用中,有时使用电流互感器,一个用来监测boost mosfet的id和一个用于监视升压二极管。如上所述电流误差放大器是一个虚拟接地。鉴于这个事实,以及占空比调制器极性的排列在pfc内部,正电流从增益调制器将使输出级增加占空比,直到ISENSE上的电压足够负取消增加的电流。同样,如果收益调制器的输出降低,输出占空比将降低,以降低ISENSE上的负电压别针。逐周限流器作为电流反馈回路的一部分,ISENSE管脚是一个直接的周期电流输入pfc段限制器。此时的输入电压是否引脚的负电压总是大于-1V,即PFC的输出将被禁用,直到保护触发器被重置下一个功率因数校正电源循环开始时的时钟脉冲。

三故障检测提高供电可靠性,减少系统组件计数,并简化符合UL 1950安全标准,FAN4810包括三故障检测。此功能监视VFB(引脚15)是否存在某些PFC故障条件。在反馈路径故障的情况下,pfc的输出可能超出安全操作范围。如此失败,VFB将超出其正常工作区域。应该VFB过低、过高或开路,三重故障检测感测到错误并终止pfc输出驱动器。三故障检测是一个完全内部电路。它不需要外部部件起到保护作用。过电压保护OVP比较器用于保护电源电路如果负载突然改变高压电阻分压器pfc的直流输出被馈送到vfb。当电压接通时VFB超过2.75V,PFC输出驱动器关闭。OVP比较器有250毫伏的滞后,PFC在VFB电压降到2.50V以下之前不会重新启动。VFB应设置在主动和被动外部电源部件和风扇4810在它们的安全工作电压,但不会低到干扰带升压电压调节回路。

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误差放大器补偿PFC的输出通常由PWM加载产生低压和大电流的转换器在smps的输出端需要。的脉宽调制负载pfc可以被模拟成一个负电阻;增加输入到脉宽调制的电压导致输入降低当前此响应要求对两个跨导误差放大器。图显示最常用的补偿网络类型对于电压和电流误差放大器,以及各自的返回点。电流环补偿为返回到VREF以在当参考电压从零伏上升时在IEAO上产生差分电压,以防止pfc不会立即要求其具有完整的工作周期增压转换器。当补偿电压环误差放大器;稳定性和瞬态响应。优化瞬态相互作用响应和稳定性要求误差放大器开环交叉频率应为线路的1/2频率,或47Hz线路的23Hz(最低预期国际电源频率)增益与输入电压的关系FAN4810的电压误差放大器有一个特殊的形成非线性,使其在稳态运行时条件误差放大器的跨导在本地最小值。线路或负载条件下的快速扰动将导致电压误差放大器(VFB)的输入偏离其2.5V(标称)值如果发生这种情况,电压误差放大器的传输电导将显著增加,如典型性能所示特点。这提高了电压回路,从而产生一个更快的电压回路对这种扰动的响应传统的线性增益特性。

电流放大器的补偿与电压误差放大器,除了交叉频率。电流的交叉频率放大器应至少为电压的10倍放大器,防止与电压回路的相互作用。也应限制在开关频率,例如,100kHz开关为16.7kHz频率。有一个适度的增益轮廓应用于电流误差放大器的传输特性提高对电流回路扰动的响应速度。然而,升压电感通常是主要的总电流回路响应系数因此,这个轮廓明显小于电压误差放大器。这在典型的性能特点。有关补偿电流和电压控制回路,见应用注释AN42045。申请说明42030也包含有价值的信息对于这类pfc的设计。

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