L6562制作PFC充电器.ppt

Charger130WwithPFCbasedonL6562经验分享,目录,问题的提出；L6562的工作原理及特点；384X与6562的对比；线路说明；测试结果波形；FOT工作模式；缺陷与不足；,问题的提出,目前charger线路存在的问题：为降低成本，去掉了整流桥后的大电解电容，使得模组相对于source为感性负载。当以发电机为source时，模组与发电机会产生振荡，影响了发电机的输出电压，造成输入端MOV的损坏,fig.1charger空载fig.2chargerload=40WCH1：发电机输出电压、模组输入电压波形,问题的提出,使用PFCIC为控制IC以提高模组的PF值，使模组相对于source为阻性负载，避免与发电机产生振荡，结果如下：,fig.3charger空载fig.4chargerload=40WCH1：使用ICL6562后的发电机输出电压、模组输入电压波形其他带载情况参考：,L6562的工作原理及特点,Fig.5BlockdiagramofL6562,L6562工作于峰值电流模式，其工作原理为：将输出电压反馈结果与检测到的输入电压相乘，以此确定电感电流峰值。由此得到的输入电流是以100Hz正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流，理论上此时PF值=1。Boost中电感电流波形如fig.6所示。,Fig.6inductorcurrentwaveformandMOSFETtiminginBoosttopology,L6562的工作原理及特点,Fig.8primaryandsecondarycurrentwaveforms,Fig.7blockdiagramof710-Z2727,为降低成本将L6562应用于flybacktopology实现单级PFC，原理框图如上图所示，其工作原理与boost类似，将副边输出电压反馈结果与检测到的原边输入电压相乘，以此确定原边电流峰值。由此得到的原边输入电流是以100Hz正弦为包络的高频的、三角形电流，经滤波后输入电流为与输入电压同相位的正弦波形电流。原、副边电流如fig.8所示。由图可知以下两点：a.变压器工作模式为DCM；b.原边电流是断续的，即一个开关周期内只有在Ton时间内有电流，因此flyback拓扑中理论上就不能实现PF=1。,384X与6562的对比,3845,6562,384X与6562的对比,384X与6562的对比,针对于L6562的特点，设计时应注意以下几点：L6562的comp脚上没有电流源，这点不同于384X系列IC，因此输出电压反馈不能将光耦直接连到comp脚。参考L6562的应用文档，反馈电路如图fig.5所示；L6562的输出钳位于12V左右，因此Vcc电压最好也设置在12V左右，Vcc过高IC的损耗将增大。最好由线性稳压电路实现Vcc，同时也可解决IC无内部参考电源的缺点；ZCD（zerocurrentdetector），其功能为检测原边电感电流，当原边电感电流降低到最小时，开通原边的MOS。该功能可让模组工作于TM（TransitionMode），优点是：降低了MOS的开通损耗；省掉了输出diode的snubber吸收回路。缺点是：原副边的工作电流增大，元件的通态、关断损耗都增大；且由于工作频率时刻在变化，变压器设计时的裕量增大，变压器磁芯利用率降低。由于输入电压波谷附近输入能量几乎为零，因此输出电压纹波会较原来使用3845的大，相应的输出电容容值应适当增大；PF值与输出动态相应两者互为矛盾，为实现较高的PF值，理论上要求控制回路带宽较小，动态相应差一点，因此这两项需要折中处理；由于6562动态相应差，输出电压容易过冲，设计时可利用IC内部OVP功能减小输出电压过冲；限功率线路设计；6562IC抗冲击能力较差，焊接时烙铁要合理接地、不带电焊接；使用普通探棒测试波形时，注意测试点是否合理；,线路说明,Feedbackcircuit,Transformerdesign,Fig.2primaryandsecondarycurrentwaveforms,由左边的公式可得，Ton大小是固定的，Toff大小随负载、输入电压的变化而变化。由公式可得，在输入电压波峰处，原、副边峰值电流最大，开关频率最小，设计变压器时应有足够的裕量保证变压器在此处不饱和。,Transformerdesign,变压器设计过程：确定电感、匝比；按波峰处条件计算匝数；并验证是否饱和，是否绕的下。否则回到A。由计算公式可知：匝比n越大，原边电流有效值越小，但副边电流有效值越大；n值越大，理论上的PF值越高；n值越大，副边的反射电压越大，MOS开通时的Vds越小，开通损耗越小；n值越大，模组工作频率越高，需考虑开关元件的损耗，另外n也受原边MOS的最大耐压限制，需要折中；开关频率越高，模组PF值越高，变压器尺寸越小；原边励磁电感L尽量小；L越小，工作频率f越大。变压器设计过程中应该注意的地方：线径选择尽量小。模组工作频率是时刻在变的，在选择线径时要注意趋肤效应的影响；在变压器设计时，Bmax不可取太大，防止变压器在波峰发生饱和现象。尽量减小漏感。减小线圈的层数，增加原、副边之间的耦合。由于L6562的内部结构不同，其driver输出被钳位于12V左右，那么Vcc超出12V的部分将被IC内部输出的图腾柱上管损耗掉。因此设计时Vcc不宜过高，否则IC的损耗将增大。变压器计算公式参考：,OVP,OVP条件：当流入pincomp的电流等于40uA时，IC内部OVP开始作用，关断输出驱动信号。,限功率线路,限功率方法：增大CS电压或减小MULT电压，以减小输出功率。,测试结果,Inputvoltage&inputcurrentVin=120Vac,fullload,测试结果,MOSsVds&voltageofRsenseVin=120Vac,fullload,测试结果,Reversevoltageofoutputdiode&voltageofRsenseVin=120Vac,fullload,测试结果,测试结果,Fig.1ConductionofLineNfullload,usingL6562,Fig.3ConductionofLineNlightload,usingL6562,Fig.2ConductionofLineNfullload,usingIC3843,FOT工作模式,FOT的特点：FOT的工作模式与TM刚好相反。TM中Ton=constant，工作于DCM，而FOT中Toff=constant，工作于DCM&CCM（输入电压波谷附近DCM，波峰附近CCM）；开关频率与匝比n、Toff、输入电压有关，n、Toff越小或电压越高，对应的开关频率越大；开关频率与电感大小无关，但电感大一点，原、副边的电流就小一点；开关频率越小，原、副边的电流越大；副边diode的反向尖峰变大，需增加RCsnubber吸收回路；,由于TM相当于DCM，原副边的峰值电流较大，且频率变化范围较大。6562的另一工作模式为：FOT，需在线路图中做如右图所示的修改：,缺陷与不足,限功率线路不够理想，在整个输入电压