当前位置：首页 > 技术先锋
基于TPS759XX多片信号处理系统的电源设计
发布时间:2015-01-05 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- 开关电源由于其体积、重量和效率的优势正逐步取代线性电源,在各个领域获得广泛应用. 传统的非控整流开关电源,由于输入阻抗呈容性,网侧输入电压和输入电流间存在较大相位差,输入电流呈脉冲状,严重非正弦,谐波分量很高,给电力系统带来了严重污染,一般电网侧功率因数仅为0. 65 左右.国际电工委员会( IEC) 早在20 世纪90 年代初就制定了有关法规,严格限定设备的功率因数必须接近于1. 在当前大力倡导绿色电源的背景下,提高开关电源的功率因数也已经成为国内电源厂商的当务之急.
文章对APFC 技术中的准连续模式即峰值电流控制方式做了详尽论述,采用MC33262 芯片设计了一种宽电压输入范围、固定升压输出的150 WAC/DC 变换器. 实验结果表明该变换器能在95～255 V的宽电压输入范围内输出稳定的400 V 直一体成型贴片电感流电压,并使得功率因数达到0. 99 以上,总谐波畸变降低至6 %以下.
1 APFC原理和MC33262 芯片介绍
APF插件电感C 技术按照电感电流是否连续可分为断续(DCM) 和连续(CCM) 模式2 种. CCM 一般基于直流—直流升压(BOOST) 变换器,尤其适合于大中功率容量. MC33262 功率因数补偿控制芯片电流控制方式是CCM 中的峰值电流控制方式.
MC33262 芯片内部含有自起动定时器、一象限乘法器、误差放大器、电流检测比较器、零电流检测器、图腾柱驱动输出以及过压、欠压等保护电路,具体内部结构框图见图1 所示,图中1～8 分别表示芯片引脚号, V ref为参考电压.
图1 MC33262 芯片内部结构图
利用一个无感采样电阻检测开关管流过电流,将所得电压信号经过一个内置阻容(RC) 滤波电路送入零电流比较器. 该比较器电流基准值由乘法器输出供给. 乘法器有2 个输入,一个是变换器输出直流电压(经过分压采样) 与基准电压之间的误差信号;另一个为全波整流后输出电压经过电阻分压后的值. 因此电流基准为双半波正弦电压,令电感电流的峰值包络线跟踪该输入电压的波形,使输入电流与输入电压同相位,并接近正弦. 该闭环系统在保持输入端功率因数接近1 的同时,也能保证输出电压的稳定.
当输出电压上升时,误差放大器输出电压下降,使乘法器输出的基值电流值下降,开关管的导通时间缩短,流过电感的电流下降,从而使输出电压下降. 反之,使输出电压上升,以达到稳定输出电压的目的. 由于乘法器输入取样来自全桥整流的输出,所以乘法器的输出和全桥整流输出电压波形的相位相同,从而使电感电流的平均值和整流输出电压同相,达到功率因数补偿之目的. MC33262 片内还带有RS 门锁电路,它同时受电流检测比较器、零电流检测比较器和过电压比较器3 个输出的控制,并可以确保在同一时刻芯片的脉冲宽度调制( PWM) 信号输出只有一种状态的驱动信号出现. MC33262 片内还带有欠电压封锁电路,当输入电源电压降低至内置8 V 参考电压时,封锁PWM 脉冲输出. MC33262片内还带有过电压比较器,能在输出端一旦出现过电压时禁止芯片产生驱动输出.
从控制角度上讲,该APFC 电路同时引入了电压和电流反馈构成一个双环控制系统,外环实现输出电压稳定,内环功率电感实现输入电流整形使之成为与电压同相位的标准正弦波.
图2 所示为采用MC33262 PFC 控制芯片构成的有源功率因数校正电路原理性框图. 场效应晶体管(MOSFET) 的导通受控于MC33262 芯片内的零电流检测器,当零电流检测器中的电流降为零时,MOSFET 导通,此时电感开始储能,电流增加. 这种零电流导通控制的突出优点有:
图2 有源功率因数校正电路原理框图
(1) 由于MOSFET 开始导通时刻,储能电感中电流为零,这样MOSFET 开关的应力和损耗大大减小,同时降低了对后级整流二极管快恢复性的要求,因此选用普通的快恢复二极管即可满足设计要求;另一方面免除了由于二极管恢复时间过长引起的开关管损耗,也就大大增加了开关管的可靠性.
(2) 由于开关管的驱动脉冲间无死区,所以输入电流是连续的并呈正弦波,这样大大提高了系统的功率因数.
2 基于MC33262 的APFC电路结构
2. 1 输入端保护及滤波电路分析
为避免交流输入端外界产生的电压尖峰对电源造成不利影响,采用金属氧化物压敏电阻并接在交流输入端对瞬态电压进行抑制 . 同时采用负温度系数的热敏电阻(NTC) 串联在交流输入端,用以增加对交流线路的阻抗, 把浪涌电流减小至安全值. 高频开关电源产生的电磁干扰( EMI) 主要以传导干扰和近场干扰为主. 共模干扰和差模干扰是传导干扰的2 种基本模态,EMI 滤波器是目前使用最广泛,也是最有效的开关电源传导干扰抑制方法之一. EMI 电感厂家滤波器不但要抑制差模干扰,也必须抑制共模干扰,它的基本电路可以参照图3.加强农村信息员队伍建设刻不容缓——我区引黄灌农村信息员队伍是农村信息化建设主体中具有关 键性作用的方面军，是农村信息流通必不可缺的中介 与桥梁，是引导小农户与大市场全面对接的不可替代 的导航员，也是解决困扰农村信
[开关电源]电源防反电路小问[img]file:///C:\Users\szlogic\Documents\TencentFiles\774615731\Image\C2C\8NWJSFJ`QDOVCU@2WNOAC7H.png[/img]这个防电源反接的电路中r3,c1,c2如何选择
都不用M开关电源原理与设计（连载二十四）反激式开关电源变反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算反激式开关电源与正激式开关电源不同，对于如图1-19的反激式开关电源，其在控制开关接通其间是不向负载提供能量的，因此，反激式开关电源在控制开关接通期间只存储能量
