1)反电流倒灌控制。带交流整流同步管的图腾柱PFC实质上是一个双向变换器。输入交流电压(AC)的瞬间下掉,如果不能及时关闭开关器件,会导致母线电解电容能量倒灌回AC侧,从而产生很大的倒灌电流。该电流不仅使PFC消耗掉系统掉电保持时间(hold-up time)所需的能量,极端情况还可能损坏开关管。IVCC 1102 检测输入电压,采用自主专利中的固定前馈比控制技术,占空比可以快速响应AC电压变化,再配合快速可靠的过零点逻辑,完美地解决了这一控制难点。
2)平滑过零点电流控制难题。IVCC1102 采用自主专利中的过零点控制技术,缩短过零区,同时提高过零区软启开关频率,减小慢管换流时的电流尖峰,使AC电流可以平滑过零。
3)兼顾低总谐波失真(THD)和快电压环控制。IVCC1102 釆用自主专利中的混合控制技术,在稳态运行时,仅在AC过零点时对输出电压釆样,从而减小输出电压的二次谐波,减小THD的影响;而在动态时,输出电压反馈信号实时采样,并进入非线性控制环路,来加快电压环的响应以减小输出电压的波动,使这两难的控制得以有效地结合,提升电路的整体运行效果。
4)抗雷击破坏。由于雷击波电压上升速度快,并随机地同相或反相地叠加到AC电压上,检测电路和控制器必须快速测出输入电压极性并做相应的控制调整,否则容易损坏后级电路。IVCC1102 采用快速的模拟检测电路和固化的控制逻辑,能稳定而有效地应对这种特殊场景,减小或消除雷电波对开关管的冲击。
IVCC1102搭配碳化硅(SiC)的图腾柱PFC方案
瞻芯电子开发了一款图腾柱全桥PFC方案,这是一种AC-DC的拓扑结构,并工作在连续模式(CCM)。高速桥臂的SiC MOSFET工作频率为57kHz。由于碳化硅MOSFET有极小的输出电容和接近零的反向恢复,它是硬开关电路的理想开关器件 。同步整流的慢桥臂工作在工频,由于低导通电阻的Si MOSFET导通时的Vsd压降远低于高压二极管,使得整流功耗大大降低。通过以上的方式,可以提高应用的整体效率。
下面是该方案拓扑图:
基于瞻芯电子 IVCC1102 设计的2500W图腾柱PFC电源方案及芯片已被终端客户采纳,并实现量产,实物如下图所示:
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