Kontroler za korekciju aktivne snage. S malom startnom strujom: STM korektori faktora snage

Do danas postoje dva pristupa za izgradnju izvora napajanja koji osiguravaju stabilan izlazni napon ili struju na izlazu - napajanja sa parametarskom i impulsnom stabilizacijom.

Kod linearnih izvora stabilizacija izlaznog parametra se vrši na račun nelinearnog elementa. Puls - rad na principu upravljanja energijom u induktoru pomoću jednog ili više prekidača.

Prednost prvog je nizak nivo visokofrekventne buke, što je važno za analognu opremu. Iza impulsnih izvora su veće snage i bolji omjer snage i veličine. Osim toga, imaju veću efikasnost. Pitanja složenosti ili jednostavnosti kola su vrlo kontroverzna, jer. Moderna industrija nudi širok spektar rješenja, uključujući i one s jednim čipom, za svaku primjenu.

Ali za mrežu, linearna i prekidačka napajanja su nelinearno opterećenje - oblik potrošene struje će se razlikovati od sinusoidnog, što će dovesti do pojave dodatnih harmonika, a time i do pojave komponente jalove snage , dodatno grijanje i gubici u dalekovodima. Osim toga, drugi potrošači energije moraju poduzeti dodatne mjere za zaštitu od smetnji u mreži - posebno u slučaju sklopnih jedinica velike snage koje rade pod opterećenjem. Ograničenja dozvoljenih smetnji u mreži od radnog uređaja regulisana su relevantnim međunarodnim i nacionalnim standardima. Nema sumnje da će ruski standardi u ovoj oblasti postati stroži i približiti se svjetskim standardima. Kao rezultat toga, one kompanije koje ovladaju tehnikama za smanjenje mrežnih smetnji će steći značajnu prednost u odnosu na konkurente.

Da bi se smanjio utjecaj trenutnog potrošača na mrežu, koriste se aktivni ili pasivni korektori. Pasivni korektori su prigušnice, koje se najčešće koriste u uređajima male snage i nisu kritične u pogledu ukupnih dimenzija. U drugim slučajevima, preporučljivo je koristiti aktivne visokofrekventne korektore, koji se često nazivaju korektori faktora snage (PFC ili PFC - Power Factor Correction). Glavni zadaci KCM-a uključuju:

• Davanje struje koja se troši iz mreže sinusoidnog oblika (smanjenje koeficijenta harmonika);
• Ograničenje izlazne snage;
• Zaštita od kratkog spoja;
• Zaštita od podnapona ili prenapona.

Zapravo, PFC se može smatrati nekom vrstom baferske kaskade (kola) koja smanjuje međusobni utjecaj mreže i napajanja.

Tipična struktura korektora napajanja prikazana je na slici 1.

Rice. jedan.

PFC se može implementirati ne samo na diskretne elemente, već i uz pomoć specijaliziranih mikro krugova - PFC kontrolera (PFC-korektora). Glavni proizvođači regulatora za korekciju faktora snage uključuju:

• STMicroelectronics- L4981, L656x;

• Texas Instruments UCx854, UC28xx;

• Međunarodni ispravljač - IR115x;

• ON Semiconductor- MC3x262, MC33368, NCP165x, NCP160x;

• Fairchild Semiconductor- FAN48xx, FAN69x, FAN7527;

• Linear Technology Corporation- LTC1248.

PFC kontroleri STMicroelectronics

STMicroelectronics nudi nekoliko serija PFC kontrolera visokih performansi sposobnih za pružanje različitih načina rada uređaja. Dodatne opcije pojednostavljuju konstrukciju prekidačkih izvora napajanja, uzimajući u obzir standarde uštede energije i zahtjeve za nivo izobličenja unesenih u mrežu napajanja.

Tabela 1. Regulatori za korekciju faktora snage STMicroelectronics

Čip	Okvir	Radni režim	voltaža snaga, V	Struja potrošnje, mA aktivno / pokretanje (niska potrošnja)	Bilješka
L4981	PDIP 20; SO-20	SSM	19,5	12/0,3	Soft start; zaštita od prenapona i struje
L6561	DIP-8; SO-8	TM	11…18	4/0,05	Zaštita od prenapona
L6562A	DIP-8; SO-8	TM, fiksno vrijeme isključenja	10,5…22,5	3,5/0,03	Zaštita od prenapona
L6562AT	SO-8	TM, fiksno vrijeme isključenja	10,5…22,5	3,5/0,03	Zaštita od prenapona
L6563H	SO-16	TM, pojačanje praćenja	10,3…22,5	5/0,09
L6563S	SO-14	TM, pojačanje praćenja	10,3…22,5	5/0,09	Visokonaponsko pokretanje; zaštita od prenapona, otvorene petlje, zasićenja induktora
L6564	SSOP 10	TM, pojačanje praćenja	10,3…22,5	5/0,09	Visokonaponsko pokretanje; zaštita od prenapona, otvorene petlje, zasićenja induktora

IC kontrolera ispravljača napajanja L4981 omogućava vam da izgradite izvore napajanja visokih performansi sa sinusoidnom potrošnjom struje. Faktor snage može biti čak 0,99 sa niskim harmonicima. Samo mikrokolo je implementirano korištenjem BCD 60II tehnologije i radi na principu kontrole prosječne struje (CCM), održavajući sinusnu potrošnju struje.

L4981 se može koristiti u sistemima sa naponom napajanja od 85…265 V bez eksternog drajvera za napajanje. Serija "A" za PWM kontroler koristi fiksnu frekvenciju; "B" serija dodatno koristi frekvencijsku modulaciju za optimizaciju ulaznog filtera.

Mikrokolo takođe uključuje: precizan referentni izvor napona, pojačivač greške, kolo za blokiranje rada tokom kritičnog pada napona, strujni senzor, kola za meki start i zaštitu od prenapona i prekomerne struje. Trenutni nivo okidanja zaštite za L4981A postaviti pomoću eksternog otpornika; za poboljšanje tačnosti u serijama L4981B koristi se eksterni razdjelnik napona.

Ključne karakteristike:

• Boost-PWM sa faktorom snage do 0,99;
• Izobličenje struje ne više od 5%;
• Univerzalni ulaz;
• Snažan izlazni stepen (bipolarni i MOSFET-ovi);
• Zaštita od pada napona sa histerezom i programabilnim pragom uključivanja;
• Ugrađen izvor referentnog napona sa tačnošću od 2% (dostupan spolja);
• Niska startna struja (~0.3mA);
• Sistem mekog starta.

Serije L6561 je poboljšana verzija PFC kontrolera L6560(potpuno kompatibilan s njim). Glavne inovacije:

• Poboljšani analogni množitelj koji omogućava uređaju da radi u širokom opsegu ulaznog napona (85 do 265V) sa odličnim performansama harmonijske distorzije (THD);
• Startna struja smanjena na nekoliko miliampera (~4mA);
• Dodan pin za omogućavanje pokretanja kako bi se osigurala niska potrošnja energije u stanju pripravnosti ( pričekaj).

Ključne karakteristike utjelovljene u BCD mješovitoj tehnologiji:

• Ultra-niska startna struja (~50µA);
• 1% ugrađeni referentni napon;
• Programabilna zaštita od prenapona;
• Senzor struje bez eksternog niskopropusnog filtera;
• Mala mirna struja.

Izlazni stepen je sposoban da pokreće MOS ili IGBT prekidače sa upravljačkim strujama do 400 mA. Mikrokolo radi u prelaznom režimu rada korektora faktora snage - Transition Mode (TM) - međurežim između kontinuiranog (CCM) i intermitentnog (DCM). L6561 je optimizovan za balastne krugove napajanja za lampe na gas, mrežne adaptere, prekidačke izvore napajanja.

KKM kontroler L6562A/L6562AT takođe radi u prolaznom režimu (TM) i pin-to-pin kompatibilan je sa prethodnicima L6561 i L6562. Njegov visoko linearni množitelj sadrži specijalna kola za smanjenje ulazne AC neusklađenosti, omogućavajući mu rad u širokom rasponu ulaznih napona sa niskim sadržajem harmonika pod različitim opterećenjima. Izlazni napon kontroliše operacioni pojačavač sa visoko preciznim referentnim naponom (do 1% tačnosti).

L6562A/L6562AT u stanju mirovanja ima potrošnju od oko 60 μA i radnu struju od samo 5 mA. Prisustvo kontrolnog ulaza za uključivanje/isključivanje olakšava kreiranje krajnjih uređaja koji ispunjavaju zahtjeve Blue Angel, EnergyStar, Energy2000 i nekoliko drugih.

Efikasan dvostepeni sistem zaštite od prenapona radi čak iu slučaju preopterećenja u trenutku pokretanja korektora ili u slučaju prekida opterećenja tokom rada.

Izlazni stepen je sposoban da obezbedi izlaznu struju do 600 mA i ulaznu struju do 800 mA, što je dovoljno za pokretanje MOSFET-a velike snage ili IGBT prekidača. Pored gore navedenih karakteristika, L6562A može raditi u vlasničkom fiksnom načinu rada ( Fiksno vrijeme isključenja) - Slika 2.

Rice. 2.

Serija KKM kontrolera L6563, L6563S, L6563H, L6564 izgrađen prema shemi tipičnog korektora faktora snage koji radi u TM modu sa nizom dodatnih karakteristika.

L6563, L6563S imaju režim rada praćenja pojačanja, dvosmjerni ulaz naponskog kabla, ulaz za omogućavanje rada, precizan referentni izvor napona (preciznost na 25 °C unutar 1 ... 1,5%). Pored toga, mikrokolo je integrisano sa: krugovima zaštite od prenapona sa podesivim pragom, prekidom petlje povratne sprege (mikrokrug isključen), zasićenjem induktora (mikrokrug isključen); programabilni detektor pada napona. Maksimalna potrošnja struje L6563x nije veći od 6 mA u aktivnom načinu rada, početna struja je manja od 100 μA.

Čip kontrolera korektora
faktor snage L6562A

Područja primjene KKM kontrolera uključuju:

• Preklopna napajanja koja ispunjavaju zahtjeve standarda IEC61000-3-2 (TV, monitori, kompjuteri, konzole za igre);
• AC/DC pretvarači/punjači do 400W;
• Electronic ballast;
• Ulazni sloj servera i web servera.

Ključne karakteristike L6562A su:

• Vlasnički multiplikator rješenje;
• Prilagodljivi nivoi zaštite od prenapona;
• Ultra-niska startna struja - 30mkA;
• Niska struja mirovanja - 2.5mA;
• Snažan izlazni stepen za kontrolu prekidača - -600,800mA.

Čipovi su dostupni u kompaktnim osmopinskim DIP-8 i SO-8 paketima. Blok dijagram L6562A prikazan je na slici 3.

Rice. 3.

Invertirani ulaz pojačavača greške dijeli funkcije pina za omogućavanje čipa. Kada je napon na njemu ispod 0,2 V, on isključuje mikrokolo, čime se smanjuje njegova potrošnja energije, a kada se prekorači prag od 0,45 V, mikrokolo prelazi u aktivni režim. Glavna svrha ove funkcije je kontrola PFC kontrolera, na primjer, njime se može upravljati sljedeći PWM kontroler pretvarača napona. Dodatna mogućnost koju pruža funkcija Shutdown je automatsko isključivanje u slučaju kvara napon-zemlja u otporniku niskog otpora izlaznog razdjelnika ili u otvorenom krugu razdjelnika.

Izlazni signal pojačavača greške se dovodi na njegov inverzni ulaz kroz kompenzacijske povratne petlje. U stvari, rad ovih kola određuje stabilnost izlaznog napona, visok faktor snage i niske harmonike.

Nakon ispravljača, glavni napon napajanja se dovodi na ulaz množitelja kroz djelitelj napona i služi kao izvor referentnog sinusoidnog signala za strujnu petlju.

Napon iz mjernog otpornika u strujnom krugu prekidača se dovodi na ulaz PWM komparatora, gdje se upoređuje sa referentnim sinusoidnim signalom kako bi se odredio trenutak otvaranja ključa. Da bi se smanjio uticaj impulsnog šuma, hardverski je implementirano kašnjenje od 200 ns od fronta impulsa. Na negativnoj ivici impulsa demagnetizacije induktora, prekidač za napajanje se zatvara.

Primjer sklopnog kola L6562A je izvor napona povećanja od 400 V (slika 4).

Rice. 4.

Drugi primjer je korištenje L6562A kao dijela napajanja za LED lampe (slika 5).

Rice. 5.

L6562A ima namjensko kolo za smanjenje efekta tranzijenta oko nulte AC ulaznog napona kada su diode u ispravljačkom mostu još uvijek isključene i postoji nulta struja kroz most. Za borbu protiv ovog efekta, ugrađeno kolo prisiljava PFC kontroler da pumpa više snage u trenutku kada mrežni napon prijeđe nulu (vremenski interval za otvaranje prekidača za napajanje se povećava). Kao rezultat toga, vremenski interval tokom kojeg je potrošnja energije (struja) kola nedovoljna je smanjen, a kondenzator filtera nakon mosta se potpuno isprazni. Nizak referentni napon omogućava upotrebu otpornika nižeg otpora za mjerenje struje u strujnom krugu prekidača, a snaga koja se troši na njemu se shodno tome smanjuje (manje rasipanje snage ® manje grijanje ® niži zahtjevi za sistem hlađenja i ventilacije). Niske ulazne struje dinamičke zaštite od prenapona omogućavaju upotrebu gornjeg otpornika visokog otpora u djelitelju napona petlje povratne veze napona bez povećanja efekta šuma. Kao rezultat toga, potrošnja struje kola u stanju pripravnosti je smanjena (važno zbog zahtjeva standarda za uštedu energije). Tabela 2 prikazuje glavne parametre L6562A PFC kontrolera.

Tabela 2. Glavni radni parametri L6562A

Parametar	Značenje
Pragovi uključivanja/isključivanja, V	12,5/10
Disperzija vrijednosti praga isključivanja (max), V	±0,5
Struja čipa prije pokretanja (max), µA	60
Multiplier Gain	0,38
Vrijednost referentnog napona, V	1,08
Vrijeme odgovora na trenutnu promjenu, ns	175
Dinamička sklopna struja OVP kola, μA	27
Pragovi detektora nula, isključeno / rad / čekanje, V	1,4/0,7/0
Pragovi uključivanja/isključivanja čipa, V	0,45/0,2
Pad napona na unutrašnjem drajveru ključa, V	2,2
Kašnjenje u odnosu na prednji dio impulsa u trenutnom senzoru, ns	200

Sve ovo čini L6562A odličnim rješenjem niske cijene za UPS-ove do 350W koji su usklađeni sa standardima EN61000-3-2.

Primene i metode proračuna za tipične sklopove za kola zasnovana na L6562A/AT date su u uputstvima za primenu; lista ključnih dokumenata je data u nastavku.

AN3159: STEVAL-ILH005V2: 150 W HID elektronska prigušnica - ugrađeni blok elektronske prigušnice snage do 150 W.

AN2761: Rješenje za dizajniranje PFC predregulatora prijelaznog načina rada sa L6562A — primjeri izgradnje preliminarnog regulatora sa PFC-om u tranzitivnom modu baziranog na L6562A.

AN2782: Rješenje za dizajniranje 400 W PFC predregulatora s fiksiranim vremenom isključivanja sa L6562A - Primjer razvoja 400-vatnog PFC predregulatora baziranog na L6552A u fiksnom režimu isključenja.

AN2928: Modificirani buck pretvarač za LED aplikacije - Modificirani buck konvertor za LED rasvjetu.

AN3256: Jeftini LED drajver za A19 lampu - LED drajver za A19 lampe po niskoj ceni.

AN2983: Inverzni LED drajver s konstantnom strujom koristeći L6562A - LED drajver konstantne struje na L6562A.

AN2835: 70 W HID balast za lampu zasnovan na L6569, L6385E i L6562A —Šema elektronske prigušnice za sijalice na gasno pražnjenje.

AN2755: 400 W FOT-kontrolisani PFC predregulator sa L6562A - Predregulator od 400 W baziran na L6562A u fiksnom režimu rada.

AN2838: 35 W širokopojasna demonstracijska ploča pretvarača s visokim faktorom snage koja koristi L6562A — Demonstracijska ploča 35-vatnog širokopojasnog pretvarača visokog faktora snage zasnovanog na L6562A.

AN3111: 18W jednostepeni offline LED drajver - Samostalni jednostepeni LED drajver od 18W.

AN2711: 120 VAC ulaz - Triac zatamnjivi LED drajver baziran na L6562A — Tiristorski podesivi LED drajver na L6562A 120W.

Demo ploče koje nudi STMicroelectronics omogućavaju vam da brzo shvatite različite načine rada mikrokola, kao i da vidite kako se uređaji ponašaju u različitim radnim uslovima. Osim toga, alati za otklanjanje grešaka služe kao prototipovi uređaja. U vrijeme pisanja ovog teksta, ponuđen je sljedeći skup alata za otklanjanje grešaka za upoznavanje sa L6562A - tabela 3.

Tabela 3 Alati za otklanjanje grešaka za L6562A

Plati	Izgled	Opis
STEVAL-ILL027V2		18W samostalni LED drajver
EVL6562A-TM-80W		Ploča za procjenu za 80-vatni korektor faktora snage u TM modu
STEVAL-ILL013V1		Podesivi samostalni PFC i Power Adjustable LED drajver zasnovan na L6562A
EVL6562A-LED		L6562A Demo ploča LED drajvera konstantne struje
STEVAL-ILL016V2		Tiristorski samostalni LED drajver na L6562AD i TSM1052
STEVAL-ILL019V1		35W samostalni LED drajver za HB RGGB quad LED izvore
STEVAL-ILL034V1		A19 LED drajver baziran na L6562A (ciljano za američko tržište)
EVL6562A-400W L6562A		Regulator prednapona sa korekcijom faktora snage u režimu fiksnog vremena isključenja

PFC kontroleri STMicroelectronics serije L6563S/H

Pored standardnih karakteristika i mogućnosti, kontroleri faktora snage serije L6563S/H (slika 6) imaju niz opcija koje poboljšavaju performanse krajnjih uređaja na osnovu njih.

Rice. 6.

Među karakterističnim karakteristikama:

• Mogućnost rada u režimu praćenja pojačanja;
• 1/V 2 -ispravka;
• Zaštita od prenapona, povratne veze otvorenog kola, zasićenja induktora.

Visoko linearni množitelj sa korekcijom stepena izobličenja glavne struje omogućava mikro krugovima da rade u širokom rasponu ulaznog AC napona sa minimalnim nivoom nelinearnih izobličenja čak i pri velikim opterećenjima.

Izlazni napon se kontroliše pomoću pojačavača greške i preciznog izvora napona (1% na 25°C). Stabilnost petlje povratne sprege se prati putem naponskog feedforward-a (1/V 2 -korekcija), koji u ovom mikrokolu koristi jedinstvenu vlasničku tehniku ​​koja može značajno poboljšati prolazne procese na liniji tokom padova ili skokova mrežnog napona (tzv. nazvana dvosmjerna komunikacija - “dvosmjerna”).

L6563H PFC kontroler ima isti skup funkcija kao L6563/L6563S uz dodatak izvora okidača visokog napona. Ova funkcija je tražena u aplikacijama sa strogim zahtjevima za uštedom energije, kao iu slučajevima kada PFC kontroler radi u master modu.

Dodatno, L6563H ima mogućnost rada u načinu praćenja uspona ( praćenje operacije pojačanja) - izlazni napon se mijenja kao odgovor na promjene napona mreže.

L6563H se može koristiti u izvorima napajanja do 400W u skladu sa EN61000-3-2, JEITA-MITI standardima.

L6564 je manja verzija L6563S u SSOP-10 paketu - ima isti drajver, referentni napon i kontrolni sistem. Serija L6563A nema zaštitu od zasićenja induktora.

Baš kao i L6562A, L6263x PFC kontroleri mogu raditi u fiksnom režimu isključenja ( Fiksno vrijeme isključenja). Osim toga, izlazi statusa kontrolera omogućavaju vam da kontrolirate PWM kontroler DC/DC pretvarača, koji se napaja od preliminarnog regulatora PFC kontrolera u hitnim situacijama (prekid povratne sprege, zasićenje induktora, preopterećenje). S druge strane, moguće je isključiti PFC kontroler ako DC/DC pretvarač radi pri malom opterećenju. Za razliku od L6562x serije, postoje odvojeni kontrolni ulazi kontrolera, što kontrolu čini prilično fleksibilnom.

AN3142: Rješenje za dizajniranje 400 W PFC predregulatora s fiksnim vremenskim kontroliranim vremenom sa L6563S i L6563H - PFC regulator od 400 W na L6563S i L6563H u fiksnom režimu rada.

AN3027: Kako dizajnirati PFC predregulator u prijelaznom modu sa L6563S i L6563H - Razvoj TM PFC kontrolera koristeći L6563S i L6563H.

AN3203: EVL250W-ATX80PL: 250W ATX SMPS demonstracijska ploča - 250W ATX napajanje demo ploča.

AN3180: PFC predregulator ulazne struje od 200 W bez talasa sa L6563S 1 — Korektor faktora snage na L6563L nema šuma ulazne struje.

AN2994: 400 W FOT-kontrolisani PFC predregulator sa L6563S - PFC kontroler od 400 vati na L6563S u fiksnom načinu rada.

AN3119: 250 W prijelazni PFC predregulator s novim L6563S — PFC kontroler od 250 W na L6563S u prijelaznom modu.

AN2941: 19 V - 75 W SMPS u skladu s najnovijim ENERGY STARR kriterijima koristeći L6563S i L6566A - 19V 75W prekidačko napajanje u skladu sa najnovijim Energy Starr standardom.

AN3065: 100 W PFC predregulator u prijelaznom modu sa L6563S — PFC kontroler od 100 W na L6563S u prijelaznom modu.

Demo ploče za L6563S/L6564 prikazane su u tabeli 4.

Tabela 4 Alati za otklanjanje grešaka za L6563S/ L6564

Ime	Izgled	Opis
EVL250W-ATX80PL		250W PSU ATX ploča
EVL6563S-250W		Predregulator od 250 W sa PFC baziran na L6563S u TM modu
EVL6563S-100W		100W L6563S PFC predregulator u TM modu
EVL6563S-200ZRC		Korektor faktora snage na L6563S bez šuma ulazne struje (200W)
EVL185W-LEDTV		185W PFC Standby napajanje za LED televizore zasnovane na L6564, L6599A i VIPER27L

Dodatno, na zahtjev programera, mogu se obezbijediti softverski proizvodi za automatizaciju razvoja i proračuna kola na L6563S, L6564 u TM i fiksnim vremenskim režimima.

Smjernice za odabir komponenti
za KKM kontroler

Za ispravan rad mikro krugova PFC kontrolera, stabilan rad uređaja i njegovu usklađenost sa zahtjevima standarda, potrebno je odabrati odgovarajući način rada.

Po pravilu, za snage manje od 200 W, L6562A/3S/3H/4 PFC kontroleri se uključuju u TM modu. Za uređaje koji rade sa snagom većom od 200 W koristi se čip L4981 (njegov način rada je CCM). Također je moguće koristiti seriju L6562A/3S/3H/4 u Fixed-Off-Time ili Reeple-Steering modovima.

Power MOSFET prekidač i ispravljačka dioda za napojni dio korektora napajanja ili napajanja mogu se lako odabrati među STMicroelectronics proizvodima.

Za uređaje male snage (do 100 W) prikladni su ključevi za napajanje iz porodice SuperMesh3, na primjer, serija STx10N62K3. Za srednju snagu (100 ... 1000 W) - porodica MDMesh2 serije STx25NM50M. A za moćne izvore koji rade sa snagom većom od 1 kW - porodica MDMesh5 serije STP42N65M5.

Zaključak

Uprkos relativno malom broju ponuđenih PFC kontrolera po broju serija, proizvodi STMicroelectronics, zahvaljujući brojnim uspješnim rješenjima kola i nizu mogućih načina rada, pokrivaju gotovo čitav spektar primjena komutacijskih pretvarača energije - step- up / step-down napajanja, drajveri za LED lampe, korektori faktora snage.

Osim toga, za čitav niz aplikacija, programeru se pruža informaciona i tehnička podrška - od preporuka za aplikacije i programa za izračunavanje blokova i čvorova do debug i demonstracionih ploča.

Dobijanje tehničkih informacija, naručivanje uzoraka, dostava - e-mail:

O ST Microelectronics

Zdravo opet!..
Nažalost, moj članak je kasnio, jer. pojavio se hitan radni projekat, a bilo ih je i zanimljive poteškoće prilikom implementacije korektora faktora snage ( dalje KKM). A uzrokovani su sljedećim - u našoj proizvodnji, za kontrolu KKM-a, koristimo "prilagođeno" mikrokolo koje Austrija, posebno 1941. godine, prijateljski, posebno 1941., proizvodi za naše zadatke i, shodno tome, ne može se naći na prodaja. Stoga se pojavio zadatak da se ovaj modul prepravi za pristupačnu elementarnu bazu, a moj izbor je pao na čip PWM kontrolera - L6561.
Zašto je ona? Banalna dostupnost, tačnije pronađena u "Chip & Dip", pročitao sam tablicu sa podacima - svidjelo mi se. Naručio sam 50 komada odjednom, jer. jeftinije i u svojim amaterskim projektima već imam nekoliko zadataka za nju.

Sada o glavnoj stvari: u ovom članku ću vam reći kako sam se skoro od nule prisjetio dizajna jednocikličnih pretvarača ( izgleda šta oni rade ovde), zašto je ubio desetak ključeva i kako to možete izbjeći. Ovaj dio će reći teoriju i šta će se dogoditi ako je zanemarite. Praktična implementacija će biti objavljena u sljedećem dijelu, kao što sam i obećao punjač, jer oni su u suštini jedan modul i potrebno ih je zajedno testirati.
Gledajući unaprijed, reći ću da sam za sljedeći dio već pripremio nekoliko desetina fotografija i videa, na kojima mi nije dugo sjećanje "preobučeni" prvo na aparat za zavarivanje, a zatim na napajanje za "koza". Oni koji rade u proizvodnji shvatit će kakva je to životinja i koliko troši da nas grije)))

A sad na naše ovce...

Zašto nam je uopšte potreban ovaj KKM?

Glavna stvar nesreća "Klasični" ispravljač sa kondenzatorima za skladištenje (ovo je ono što pretvara 220V AC u +308V DC), koji radi od sinusoidalne struje, je da se upravo ovaj kondenzator puni (preuzima energiju iz mreže) samo u trenucima kada se napon se primjenjuje više na njega nego na njega samog.

Na ljudskom jeziku, slabog srca i naučnih diploma, ne čitajte

Kao što znamo, električna struja potpuno odbija da ide ako nema razlike potencijala. Od predznaka ove razlike zavisiće i smer toka struje! Ako ste se prepali i odlučili da pokušate napuniti svoj mobilni naponom od 2V, gdje je Li-ion baterija dizajnirana za 3,7V, onda od toga neće biti ništa. Jer struju će dati izvor koji ima veći potencijal, a onaj sa manjim potencijalom će dobiti energiju.
Sve je kao u životu! Imaš 60 kg, a tip na ulici koji je došao da te zamoli da pozoveš ima 120 kg - jasno je da će on podijeliti pizdyuly, a ti ćeš ih dobiti. Dakle, ovdje - baterija sa svojih 60 kg 2V neće moći dati struju bateriji sa 120 kg 3,7V. Sa kondenzatorom na isti način, ako ima +310V i na njega primijenite +200V, tada će odbiti primiti struju i neće se puniti.

Također je vrijedno napomenuti da će, na osnovu gore opisanog "pravila", vrijeme dodijeljeno za punjenje kondenzatora biti vrlo malo. U našem slučaju, struja se mijenja po sinusoidnom zakonu, što znači potrebni napon će biti samo na vrhovima sinusoida! Ali kondenzator treba da radi, pa postaje nervozan i pokušava da se napuni. Poznaje zakone fizike, za razliku od nekih, i "razumije" da je vrijeme kratko i da zbog toga počinje da troši samo ogromnu struju baš u tim trenucima kada je napon na vrhuncu. Uostalom, trebalo bi biti dovoljno da uređaj radi do sljedećeg vrhunca.

Malo o ovim "vrhovima":

Slika 1 – Vrhovi u kojima je kondenzator napunjen

Kao što vidimo, dio perioda u kojem EMF poprima dovoljnu vrijednost za punjenje (figurativno 280-310V) iznosi oko 10% punog perioda u mreži naizmjenične struje. Ispada da umjesto da neprestano nesmetano uzimamo energiju iz mreže, mi je izvlačimo samo u malim epizodama, čime „preopterećujemo“ mrežu. Sa snagom od 1 kW i induktivnim opterećenjem, struja u vrijeme ovakvih "vrhova" može mirno dostići vrijednosti od 60-80A.

Stoga je naš zadatak osigurati ujednačen odabir energije iz mreže kako ne bi došlo do preopterećenja mreže! KKM će nam omogućiti da ovaj zadatak provedemo u praksi.

Ko je ovaj tvoj KKM?

Korektor napajanja- Ovo je konvencionalni pretvornik napona za povećanje napona, najčešće je jednostruki. Jer koristimo PWM modulaciju, tada je u trenutku otvaranja ključa napon na kondenzatoru konstantan. Ako stabiliziramo izlazni napon, tada je struja koja se uzima iz mreže proporcionalna ulaznom naponu, odnosno nesmetano se mijenja po sinusoidnom zakonu bez prethodno opisanih pikova i skokova potrošnje.

Strujni krug našeg KKM-a

Tada sam odlučio da ne mijenjam svoje principe i također sam se oslonio na tablicu podataka kontrolera koji sam izabrao - L6561. Inženjeri kompanije STMicroelectronics su već uradili sve za mene, tačnije, već su razvili idealna kola za svoj proizvod.
Da, mogu sve izbrojati ispočetka i dan-dva potrošiti na ovaj posao, odnosno sve svoje i tako rijetke vikende, ali pitam zašto? Da dokažem sebi da mogu, ova faza je, srećom, odavno prošla)) Ovdje se prisjećam jedne bradate anegdote o površini crvenih kuglica, kažu da matematičar primjenjuje formulu, a inženjer vadi tabelu s površinom crvenih kuglica.... Tako je i u ovom slučaju.

Savjetujem vam da odmah obratite pažnju na činjenicu da je krug u podatkovnoj tablici dizajniran za 120 W, što znači da ga trebamo slijediti prilagoditi našim 3 kW i ekstremna radna naprezanja.

Sada malo dokumentacije za gore navedeno:
List sa podacima za L6561

Ako pogledamo stranicu 6, videćemo nekoliko dijagrama, zanima nas dijagram sa potpisom Mreža širokog dometa, što znači od Basurmana "za rad u širokom rasponu napona napajanja" . Upravo sam taj “režim” imao na umu kada sam govorio o ekstremnim stresovima. Uređaj se smatra univerzalnim, odnosno može raditi iz bilo koje standardne mreže (na primjer, u stanjima 110V) s rasponom napona od 85 - 265V.

Ovo rješenje nam omogućava da našem UPS-u omogućimo funkciju stabilizatora napona! Mnogima će se ovaj raspon činiti suvišnim i tada mogu napraviti ovaj modul uzimajući u obzir napon napajanja od 220V + - 15%. Ovo se smatra normom i 90% uređaja u cjenovnoj kategoriji do 40 hiljada rubalja potpuno je lišeno kasa, a 10% ga koristi samo uz izračun odstupanja ne više od 15%. Ovo vam nesumnjivo omogućava da donekle smanjite troškove i dimenzije, ali ako niste zaboravili, onda pravimo uređaj koji mora konkurirati ARS!

Stoga sam za sebe odlučio odabrati najispravniju opciju i napraviti neuništivi rezervoar koji se može izvući čak iu zemlji, gdje postoji aparat za zavarivanje ili pumpa u bušotini 100V u mreži:


Slika 2 - Standardno rješenje sklopa koje nudi ST

Prilagođavanje standardnih kola našim zadacima

a) Kada pogledam ovu šemu iz LH, prvo što mi pada na pamet je morate dodati zajednički filter načina rada! I s pravom, jer pri velikoj snazi, počeće da "lude" elektronikom. Za struje od 15 A ili više, imaće komplikovaniji izgled nego što su mnogi navikli da vide u istim računarskim PSU-ima, gde ima samo 500-600 vati. Stoga će ova revizija biti posebna stavka.

B) Vidimo kondenzator C1, možete uzeti škakljivu formulu i izračunati potrebnu kapacitivnost, a savjetujem onima koji žele da se udube u to da to učine, prisjećajući se elektrotehnike 2 predmeta iz bilo kojeg veleučilišta u jednom. Ali ja to neću učiniti, jer. prema vlastitim zapažanjima iz starih proračuna, sjećam se da do 10 kW ovaj kapacitet raste gotovo linearno u odnosu na povećanje snage. Odnosno, uzimajući u obzir 1 uF na 100 W, dobijamo da nam za 3000 W treba 30 uF. Ovaj kontejner se lako sakuplja 7 filmski kondenzatori od 4,7 uF i 400V svaki. Čak i malo sa marginom, jer Kapacitet kondenzatora u velikoj meri zavisi od primenjenog napona.

C) Potreban nam je ozbiljan tranzistor snage, jer. struja koja se troši iz mreže će se izračunati na sljedeći način:


Slika 3 - Proračun nazivne struje za PFC

Imamo 41.83A. Sada iskreno priznajemo da nećemo moći zadržati temperaturu kristala tranzistora u području od 20-25 ° C. Tačnije, možemo ga nadjačati, ali to će biti skupo za takvu moć. Nakon 750 kW, trošak hlađenja freonom ili tekućim kisikom je erodiran, ali za sada je to daleko od toga))) Stoga moramo pronaći tranzistor koji može dati 45-50A na temperaturi od 55-60 o C.

S obzirom da postoji induktivnost u kolu, onda mi je draže IGBT tranzistor, za najupornije. Za pretragu se mora izabrati granična struja, prvo oko 100A, jer ovo je struja na 25 ° C, s povećanjem temperature, granična komutirana struja tranzistora se smanjuje.

Malo o Cree FET-u

Dobio sam bukvalno 9. januara paket iz Amerike od mog prijatelja sa gomilom raznih tranzistora na probu, ovo cudo se zove - CREE FET. Neću reći da je ovo nova mega tehnologija, zapravo, tranzistori na bazi silicijum karbida pravljeni su još 80-ih, samo su se setili zašto tek sada. Ja, kao naučnik za originalne materijale i inženjer kompozitnih materijala, generalno sam skrupulozan u vezi sa ovom industrijom, pa sam bio veoma zainteresovan za ovaj proizvod, pogotovo jer je 1200V deklarisano na desetine i stotine ampera. Nisam mogao da ih kupim u Rusiji, pa sam se obratio svom bivšem kolegi iz razreda i on mi je ljubazno poslao gomilu uzoraka i test tablu sa napred.
Mogu reći jedno - to je bio moj najskuplji vatromet!
8 tipki je zatreperilo tako da sam se dugo uznemirio ... Zapravo, 1200V je teoretska brojka za tehnologiju, deklariranih 65A pokazalo se samo impulsnom strujom, iako je nominalna bila jasno napisana u dokumentaciji. Očigledno je postojala "nazivna impulsna struja" bunara, ili šta god su Kinezi smislili. Generalno, to je još uvijek sranje, ali postoji jedno ALI!
Kada sam sve uradio CMF10120D korektor za 300 W, ispostavilo se da na istom radijatoru i krugu ima temperaturu od 32 °C naspram 43 za IGBT, i to je vrlo značajno!
Zaključak o CREE-u: tehnologija je sirova, ali obećava i definitivno TREBA biti.

Kao rezultat toga, nakon pregleda kataloga sa izložbi koje sam posjetio (zgodna stvar, inače, ala parametarska pretraga), izabrao sam dva ključa, oni su postali - IRG7PH50 i IRGPS60B120. Oba su na 1200V, oba su na 100+A, ali nakon otvaranja datasheet-a prvi ključ je odmah eliminisan - može prebaciti struju od 100A samo na frekvenciji od 1 kHz, što je pogubno za naš zadatak. Drugi ključ je 120A i frekvencija od 40 kHz, što je sasvim prikladno. Pogledajte tablicu sa podacima na linku ispod i potražite grafikon sa ovisnošću struje o temperaturi:

Slika 4.1 - Grafikon sa zavisnošću maksimalne struje od frekvencije uključivanja za IRG7PH50, prepustimo to frekventnom pretvaraču

Slika 4.2 - Grafikon sa radnom strujom na datoj temperaturi za IRGPS60B120

Ovdje promatramo cijenjene brojke koje nam pokazuju da na 125°C i tranzistor i dioda mogu lako podnijeti struje od nešto više od 60A, dok konverziju možemo implementirati na frekvenciji od 25 kHz bez ikakvih problema i ograničenja.

D) Dioda D1, treba da izaberemo diodu sa radnim naponom od najmanje 600V i strujom predviđenom za naše opterećenje, tj. 45A. Odlučio sam da koristim one diode koje sam imao pri ruci (nedavno sam ih kupio za razvoj zavarivača ispod "kosog mosta") ovo je - VS-60EPF12. Kao što se vidi iz oznake, to je 60A i 1200V. Sve stavljam sa marginom, jer. ovaj prototip je napravljen za mene i osećam se mnogo smirenije.
Zapravo možete staviti diodu od 50-60A i 600V, ali nema cijene između 600 i 1200V verzije.

E) Kondenzator C5, sve je isto kao i u slučaju C1 - dovoljno je povećati vrijednost iz datasheeta proporcionalno snazi. Vrijedi samo uzeti u obzir da ako planirate snažno induktivno opterećenje ili dinamičko sa brzim povećanjem snage (poput koncertnog pojačala od 2 kW), onda je bolje ne štedjeti na ovoj stavci.
Staviću svoju verziju 10 elektrolita na 330 uF i 450V, ako planirate da napajate par kompjutera, rutera i ostalih sitnica, onda se možete ograničiti na 4 elektrolita od 330 mikrofarada i 450V.

E) R6 - to je također strujni šant, spasit će nas od krivih ruku i slučajnih grešaka, također štiti krug od kratkih spojeva i preopterećenja. Stvar je svakako korisna, ali ako se ponašamo kao inženjeri iz ST, onda ćemo na strujama od 40A dobiti običan bojler. Ovdje postoje 2 opcije: strujni transformator ili tvornički šant sa padom od 75mV + op amp ala LM358.
Prva opcija je jednostavnija i pruža galvansku izolaciju ovog čvora kola. Kako izračunati strujni transformator dao sam u prethodnom članku, važno je to zapamtiti zaštita će raditi kada napon na kraku 4 poraste na 2,5V (u stvarnosti do 2,34V).
Poznavajući napon i struju ovog kola, koristeći formule iz dijelovi 5 možete lako prebrojati strujni transformator.

G) I posljednja tačka je prigušnica. O njemu malo niže.

Električni prigušivač i njegov proračun

Ako je neko pažljivo pročitao moje članke i ima odlično pamćenje, onda bi se trebao sjetiti član 2 i fotografija br.5, prikazuje 3 hank elementa koje koristimo. pokazacu ti ponovo:

Slika 5 - Okviri i jezgro za proizvode za namotaje

U ovom modulu ćemo ponovo koristiti naše omiljene toroidalne prstenove od praha od gvožđa, samo ovaj put ne jedan, već 10 odjednom! A kako ste htjeli? 3 kW nije kineski zanat za vas...

Imamo početne podatke:
1) Struja - 45A + 30-40% za amplitudu u induktoru, ukupno 58,5A
2) Izlazni napon 390-400V
3) ulazni napon 85-265V AC
4) Jezgro - materijal -52, D46
5) Oslobodjenje - distribuirano

Slika 6 - I opet, dragi Starichok51 nam štedi vrijeme i smatra ga programom CaclPFC

Mislim da je proračun svima pokazao koliko bi to bilo ozbiljno)) 4 prstena, da radijator, diodni most i IGBT - užas!
Pravila namotaja možete pročitati u članku "Drugi dio". Sekundarni namotaj na prstenovima je namotan u količini - 1 okret.

Sažetak gasa:

1) kao što vidite, broj prstenova je već 10 komada! Ovo je skupo, svaki prsten košta oko 140 rubalja, ali šta ćemo dobiti zauzvrat u sledećim paragrafima
2) radna temperatura je 60-70°C - ovo je apsolutno idealno, jer mnogi postavljaju radnu temperaturu na 125°C. Mi postavljamo 85°C u našoj proizvodnji. Zašto je to urađeno - za miran san, mirno odlazim od kuće na nedelju dana i znam da ništa neće planuti, sve ledeno neće izgoreti. Mislim da cijena za ovo od 1500r nije tako smrtonosna, zar ne?
3) Postavio sam gustoću struje na mršavih 4 A / mm 2, to će utjecati i na toplinu i izolaciju i, shodno tome, na pouzdanost.
4) Kao što vidite, prema proračunu, kapacitivnost nakon induktora se preporučuje da bude skoro 3000 mikrofarada, tako da se moj izbor sa 10 elektrolita od 330 mikrofarada ovdje savršeno uklapa. Kapacitet kondenzatora C1 ispao je 15 mikrofarada, imamo dvostruku marginu - možete ga smanjiti na 4 filmska kondera, možete ostaviti 7 komada i bit će bolje.

Bitan! Broj prstenova u glavnom induktoru može se smanjiti na 4-5, istovremeno povećavajući gustoću struje na 7-8 A / mm 2. Ovo će uštedjeti mnogo novca, ali će se amplituda struje donekle povećati, a što je najvažnije, temperatura će porasti na najmanje 135°C. Mislim da je ovo dobro rješenje za inverter za zavarivanje sa 60% radnog ciklusa, ali ne za UPS koji radi non-stop i vjerovatno u prilično ograničenom prostoru.

Šta da kažem - imamo čudovište koje raste)))

Common mode filter

Da biste razumjeli kako se sklopovi za ovaj filter razlikuju za struje od 3A (gore spomenuta računarska PSU) i za struje od 20A, možete uporediti šemu od Google-a na ATX-u sa sljedećim:


Slika 7 - Šematski dijagram filtera zajedničkog moda

Nekoliko karakteristika:

1) C29 je kondenzator za filtriranje elektromagnetnih smetnji, označen je "X1". Njegova vrijednost bi trebala biti u rasponu od 0,001 - 0,5 mF.

2) Gas je namotan na jezgro E42/21/20.

3) Dvije prigušnice na prstenovima DR7 i DR9 namotane su na bilo koje jezgro iz spreja i prečnika većeg od 20 mm. Namotao sam na sve isti D46 od -52 materijala prije punjenja u 2 sloja. Praktično nema šuma u mreži čak ni pri nazivnoj snazi, ali ovo je zapravo suvišno čak i po mom razumijevanju.

4) Kondenzatori C28 i C31 od 0,047 uF i 1 kV i moraju biti podešeni na klasu Y2.

Prema proračunu induktivnosti prigušnica:

1) Induktivnost zajedničkog moda bi trebala biti 3,2-3,5 mH

2) Induktivnost za diferencijalne prigušnice se izračunava po formuli:


Slika 8 - Proračun induktivnosti diferencijalnih prigušnica bez magnetne sprege

Epilog

Koristeći kompetentan i profesionalan razvoj ST inženjera, uspio sam proizvesti, uz minimalne troškove, ako ne savršene, onda jednostavno odlične korekcija aktivnog faktora snage sa boljim parametrima od bilo kojeg Schneidera. Jedina stvar koju svakako treba da zapamtite je koliko vam je to potrebno? I na osnovu toga prilagodite parametre za sebe.

Moj cilj u ovom članku bio je samo da prikažem proces proračuna sa mogućnošću korekcije početnih podataka, kako bi svi, nakon što su se odlučili za parametre za svoje zadatke, već izračunali i proizveli modul. Nadam se da sam to uspio pokazati iu sljedećem članku ću demonstrirati zajednički rad KKM-a i punjača iz dijela br.5.

V.Dyakonov, A.Remnev, V.Smerdov

U posljednje vrijeme na tržištu kućne i kancelarijske radio-elektronske opreme (REA) sve se više pojavljuje oprema, u sastav izvora napajanja koja uključuje nove jedinice – korektore napajanja (KM). Članak se bavi primjenom CM, principom njihovog rada, dijagnostikom i popravkom.

Većina modernih REA izvora napajanja su prekidačka sekundarna napajanja sa mostnim ispravljačem bez transformatora i kapacitivnim filterom. Uz prednosti (visoka efikasnost, dobri pokazatelji težine i veličine), imaju relativno nizak faktor snage (0,5 ... 0,7) i povećan nivo harmonika struje koja se troši iz mreže (> 30%). Oblik struje koju troše takvi izvori prikazan je na sl. 1 sa punim linijama.

Nesinusoidni talasni oblik struje dovodi do pojave elektromagnetnih smetnji, začepljenja mreže naizmenične struje i kvara druge elektronske opreme.

Gore opisani izvori napajanja, kao jednofazni potrošači, sa velikom količinom elektronske opreme i njenim neracionalnim povezivanjem na trofaznu mrežu, mogu uzrokovati fazni disbalans. U tom slučaju će dio elektronske opreme raditi na povećanom naponu, a drugi na smanjenom naponu, što je uvijek nepoželjno. Da bi se otklonila neravnoteža faza u trofaznoj mreži, u pravilu se uvodi neutralna žica, koja izjednačava napon u svim fazama. Međutim, s pulsnom prirodom potrošene struje i velikim brojem njenih harmonijskih komponenti, moguće je preopterećenje neutralne žice. To je zbog činjenice da je njegov poprečni presjek obično 2 ... 2,5 puta manji od presjeka faznih žica. Iz sigurnosnih razloga, ovu žicu je zabranjeno štititi osiguračima ili prekidačima. Očigledno, u nepovoljnim uvjetima neutralna žica može izgorjeti i kao rezultat toga doći do neravnoteže faze.

S tim u vezi, zahtjevi za elektromagnetsku kompatibilnost sekundarnih impulsnih izvora sa opskrbnom mrežom postaju sve strožiji, a nivo viših harmonika struje koja se troši iz mreže za sve jednofazne potrošače je oštro ograničen. Trenutno, novi evropski standardi zahtevaju poboljšanje oblika utrošene struje samo kod potrošača snage preko 200 W, au bliskoj budućnosti ovi zahtevi će biti uvedeni i za potrošače snage do 50...70 W.

Trenutno se koriste pasivne i aktivne korekcije talasnog oblika.

Pasivni korektivni krugovi, koji se sastoje od induktiviteta i kapacitivnosti, daju faktor snage koji pokazuje razliku u obliku potrošene struje od sinusoida (ne gori od 0,9 ... 0,95). Uz strukturnu jednostavnost i pouzdanost, pasivni korektivni krugovi imaju relativno velike dimenzije i osjetljivi su na promjene frekvencije napona napajanja i veličine struje opterećenja.

Više obećavajuća je upotreba aktivnih CM-ova, koji formiraju sinusoidnu potrošenu struju na ulazu prekidačkog napajanja, koja se po fazi i frekvenciji poklapa sa naponom napajanja. Takvi CM-ovi imaju male dimenzije zbog rada sa frekvencijama konverzije od nekoliko desetina kiloherca i daju faktor snage od 0,95 ... 0,99.

Moguće je generirati sinusoidnu struju na ulazu mosnog ispravljača prekidačkog napajanja pomoću jednog od kola DC-to-DC pretvarača po principu praćenja visokofrekventne pulsno-širinske modulacije (PWM). U ovom slučaju najčešće se koriste step-up pretvarači koji imaju sljedeće prednosti:
. energetski tranzistor ima izvornu vezu sa zajedničkom žicom, što olakšava konstrukciju njegovog upravljačkog kruga;
. maksimalni napon na tranzistoru jednak je izlaznom naponu;
. prisustvo induktivnosti povezane serijski sa opterećenjem omogućava filtriranje visokofrekventnih komponenti.

Razmotrimo princip rada aktivnog CM implementiranog na pojačivaču sa PWM za praćenje (slika 2).

Prvo, razmotrimo rad KM kola bez čvorova za množenje (UM) i senzora napona opterećenja (LNS), čija je uloga opisana u nastavku. Referentni napon sinusoidnog oblika, dobijen od senzora ispravljenog napona (RVS), napaja se na jedan od ulaza upravljačkog kola (CS) preko prekidača za napajanje koji je implementiran na MIS tranzistor VT. Drugi ulaz kontrolnog sistema prima signal proporcionalan struji prekidača. Sve dok je napon sa DVN veći od napona koji generiše strujni senzor (TS), tranzistor je otvoren i energija se akumulira u induktivnosti (slika 3a). Dioda VD na ovom intervalu (Ti) je zatvorena.

Ako su signali CS jednaki, ključ se zatvara i energija akumulirana u induktivnosti prenosi se na opterećenje. Nakon što struja u induktoru padne na nulu tokom vremena tP, tranzistor se ponovo uključuje. Preklopna frekvencija tranzistora je mnogo puta veća od frekvencije mreže napajanja, što može značajno smanjiti veličinu induktora. U ovom slučaju, za poluperiod mrežnog napona, omotač vrijednosti amplitude induktivne struje (slika 3b) mijenja se prema sinusoidnom zakonu. Slično se mijenja i prosječna vrijednost struje. Kao rezultat toga, potrošena struja ima sinusni oblik i u fazi je s naponom napajanja.

Međutim, veličina napona na opterećenju značajno ovisi o promjenama ulaznog napona i struje opterećenja. Za stabilizaciju napona opterećenja, u upravljački sistem se dodatno uvodi povratno kolo za ovaj napon. Mogućnost dobijanja sinusoidnog oblika potrošene struje uz istovremenu stabilizaciju napona opterećenja ostvaruje se analognim množenjem (PA čvor) signala koji dolaze iz DVN-a i iz LNN-a.
Tako dobijeni dodatni signal u ovom slučaju postaje referentni napon za upravljački sistem.

Razmatrani CM princip upravljanja koristi se pri snagama opterećenja do 300 W. Pri velikim snagama potrebno je formirati glatkiju krivulju promjene potrošene struje. Ovo se može učiniti kada struja u induktoru ne padne na nulu (sl. 3c i 3d). Ako u CM-u relativno male snage, tranzistor počinje da radi kada struja induktivnosti dostigne nulu, onda u snažnim CM-ovima, pri datoj vrijednosti ove struje.

Razmotrimo rad CM-a na primjeru praktične šeme prikazane na sl. 4. Upravljački krug je implementiran na specijalizovanom mikrokolu L6560, čiji je blok dijagram prikazan na sl. 5,

A svrha zaključaka - u tabeli. jedan.

DVN napon, generiran otpornim razdjelnikom R1 R2, dovodi se na pin. 3 čipa L6560. Kondenzator C1 na izlazu ispravljača obavlja funkciju RF filtera, a ne kondenzatora za izravnavanje, kao u tradicionalnim krugovima. Stoga njegova vrijednost ne prelazi stotine nanofarada - jedinica mikrofarada pri snazi ​​opterećenja od 100 ... 200 W. Dodatno filtriranje RF smetnji na pinu. 3 izvodi kondenzator C2.
Otpornik R5 djeluje kao ključni strujni senzor, čiji se napon, kroz RF filter R4 C4, dovodi na pin. 4 čipsa. Prekidačem za napajanje upravlja signal primljen sa pina. 7. Uzimajući u obzir posebnosti rada KM ključeva (veliki dinamički raspon vrijednosti strujne amplitude), najčešće se kao oni koriste MIS tranzistori. Na visokim frekvencijama konverzije karakterističnim za CM, ovi tranzistori imaju male dinamičke gubitke i lako se kontroliraju direktno pomoću mikro krugova. Da bi se smanjila vjerovatnoća pobuđivanja kola, otpornik niskog otpora se uvodi u kolo gejta MIS tranzistora.

Iz otpornog razdjelnika R6 R7, povratni signal izlaznog napona se uklanja i dovodi na pin. 1. Da bi se smanjio uticaj impulsnog šuma koji se javlja u izlaznom kolu, između pinova. 1 i 2 mikrokola uključuju integrirajući kondenzator C3, čiji je kapacitet stotine nanofarada.

Kada je CM u prvom trenutku spojen na mrežu, mikrokolo se napaja preko otpornika R3. Čim CM uđe u režim rada, napon se uklanja sa dodatnog namota induktora L, koji se, s jedne strane, koristi kao napon napajanja mikrokola, as druge strane je signal za određivanje nulte struje induktiviteta.

Filterski kondenzator C5 je nužno prisutan na izlazu KM, jer se energija prenosi na opterećenje impulsima. Kapacitet ovog kondenzatora, u pravilu, određuje se na osnovu 1,5 ... 2 mikrofarada po 1 W snage u opterećenju.

U posljednje vrijeme, vodeće kompanije proizvele su veliki broj integriranih kola za upravljačke sisteme korektora napajanja. Toliki broj mikrokola je povezan s dodatnim funkcijama koje su u stanju da obavljaju, iako je princip konstrukcije CM-a na tim mikro krugovima gotovo isti. Dodatne karakteristike uključuju:
. zaštita od prolaznog prenapona;
. zaštita od ponovnog pokretanja;
. zaštita od oštećenja pri pokretanju na zatvorenom opterećenju;
. poboljšanje harmonijskog sastava pri prelasku na nulu mrežnog napona;
. blokiranje pri niskom naponu napajanja;
. zaštita od slučajnih skokova ulaznog napona.

Korektor napajanja, u pravilu, nije samostalan uređaj, već je dio sklopnog napajanja. Za postizanje potrebnih nivoa i polariteta izlaznih napona, takvi izvori napajanja sadrže pretvarače. S tim u vezi, dizajneri mikro krugova često kombiniraju dva stupnja upravljačkih krugova u jednom paketu: za sam CM, kao i za pretvarač napona.

U tabeli. 2 prikazani su glavni parametri upravljačkih mikro krugova različitih kompanija dizajniranih za sekundarna prekidačka napajanja s korekcijom snage.

Glavni kriterij za rad CM je nivo izlaznog napona. Uz naizmjenični napon napajanja od 220 V, izlazni napon KM je konstantan i trebao bi biti 340,360 V. Ako je napon manji od 300 V, to ukazuje na kvar. Za daljnju provjeru CM-a potreban je osciloskop. Uz njegovu pomoć, oscilogrami se provjeravaju u karakterističnim čvorovima KM pri nazivnom opterećenju, koji se može spojiti na ekvivalentni otpornik.

Napon na kapiji tranzistora. S radnim mikro krugom, njegov izlazni napon je pravokutni impuls visoke frekvencije, mnogo veći od frekvencije mreže. S radnim MOS tranzistorom, razlika u naponu na izlazu mikrokola i kapije tranzistora je praktički nula. Ako je kapija tranzistora pokvarena, postoji razlika ovih napona od nekoliko volti.

Napon na izvoru tranzistora, koji je napon uzet od trenutnog senzora. Tokom normalnog rada CM-a, talasni oblik napona treba da bude sličan talasnom obliku struje prekidača prikazanom na Sl. 3. Razlika će ukazati na mogući kvar MIS tranzistora. Dijagnoza njihovih kvarova detaljno je opisana u.

Napon na DVN. Oblik ovog napona je ispravljena sinusoida. Kod normalnog ispravljača, otporni razdjelnik može pokvariti.

Za provjeru samog mikrokola potreban je dodatni izvor konstantnog napona sa regulacijom napona od 3 do 15 V. Ovaj napon se dovodi na ulaze strujnog kola mikrokola kada je CM isključen iz mreže. Kada se promijeni napon reguliranog izvora, kontrolira se izlazni napon mikrokola. Sve dok je napon napajanja manji od 12..13 V, izlazni napon je nula. S višim naponom na izlazu mikrokola, pojavljuje se izlazni signal s razinom koja prati napon napajanja. Kako napon napajanja pada ispod 7V, ovaj izlaz naglo pada na nulu. U nedostatku takvog uzorka, vrlo je vjerovatno da je mikro krug neispravan.

Književnost
1. V. V. Bachurin, V. P. D'yakonov, A. M. Remnev i V. Yu. Sklop uređaja na moćnim tranzistorima s efektom polja. Imenik. Moskva: Radio i komunikacija, 1994.
2. V. Dyakonov, A. Remnev, V. Smerdov. Značajke popravke jedinica radio-elektronske opreme na MOS tranzistorima. Repair & Service, 1999, br. 11, str. 57-60.
[email protected]

Uključivanje nelinearnih opterećenja u mrežu izmjenične struje, na primjer, svjetiljki sa sijalicama na plinsko pražnjenje, kontroliranim elektromotorima, prekidačkim izvorima napajanja, dovodi do činjenice da struja koju troše ovi uređaji ima pulsnu prirodu s visokim postotkom visokih harmonike. Zbog toga se mogu pojaviti problemi s elektromagnetnom kompatibilnošću prilikom rada različite opreme. To također dovodi do smanjenja aktivne snage mreže.

Kako bi se spriječio takav negativan utjecaj na opskrbne mreže u Europi i Sjedinjenim Državama, standard IEC IEC 1000-3-2, koji definiše standarde za harmonijske komponente potrošene struje i faktor snage za sisteme napajanja snage veće od 50 W i sve vrste rasvjetne opreme. Od 1980-ih pa do danas, ovi standardi su se dosljedno pooštravali, što je zahtijevalo donošenje posebnih mjera i podstaklo dizajnere opreme da razviju različite opcije za sheme koje obezbjeđuju poboljšanje faktora snage.

Počevši od 80-ih godina prošlog stoljeća, u gore navedenim zemljama počinju se aktivno razvijati i koristiti mikro kola, na osnovu kojih se lako mogu kreirati jednostavni korektori faktora snage za ispravljače i elektronske prigušnice.

U Sovjetskom Savezu, a kasnije iu Ruskoj Federaciji, takva ograničenja nisu uvedena za potrošače električne energije. Iz tog razloga, pitanjima poboljšanja faktora snage nije posvećena dovoljna pažnja u tehničkoj literaturi. Posljednjih godina situacija se donekle promijenila, uglavnom zbog prisutnosti uvezenih elektroničkih komponenti, čija upotreba omogućuje stvaranje aktivnih korektorskih krugova koji su pouzdani u radu i jeftini.

Snaga izobličenja i generalizirani faktor snage

Negativan utjecaj na opskrbnu mrežu određuju dvije komponente: izobličenje postojećeg oblika opskrbne mreže i potrošnja reaktivne snage. Stepen uticaja potrošača na opskrbnu mrežu zavisi od njegove snage.

Izobličenje valnog oblika struje je zbog činjenice da je struja na ulazu ventilskog pretvarača nesinusoidna (slika 1). Nesinusne struje stvaraju nesinusne padove napona na unutrašnjem otporu mreže za napajanje, uzrokujući izobličenje talasnog oblika napona napajanja. Nesinusoidni mrežni naponi se šire u Fourierov niz u neparne sinusne komponente viših harmonika. Prvi je glavni (onaj koji bi idealno trebao biti), treći, peti itd. Viši harmonici imaju izuzetno negativan utjecaj na mnoge potrošače, prisiljavajući ih da poduzmu posebne (često vrlo skupe) mjere kako bi ih neutralizirali.

Rice. jedan.

Potrošnja reaktivne snage uzrokuje da struja zaostaje za naponom za ugao (slika 2). Reaktivnu snagu troše ispravljači koji koriste jednooperativne tiristore, koji odgađaju trenutak uključivanja u odnosu na prirodnu tačku uključivanja, što uzrokuje zaostajanje struje za naponom. Ali još više reaktivne snage troše asinhroni elektromotori, koji imaju pretežno induktivnu prirodu opterećenja. To povlači ogromne gubitke korisne snage, za koje, osim toga, niko ne želi da plati - brojila električne energije u domaćinstvu računaju samo aktivnu snagu.

Rice. 2.

Da bi se opisao učinak pretvarača na mrežu napajanja, uvodi se koncept pune snage:

, gdje:

- efektivna vrijednost primarnog napona,

- efektivna vrijednost primarne struje,

, - efektivne vrijednosti napona i struje primarnog harmonika,

Efektivne vrijednosti napona i struja viših harmonika.

Ako je primarni napon sinusoidan - , zatim:

,

,

ϕ 1 - fazni ugao između sinusoidnog napona i prvog harmonika struje.

N je snaga izobličenja uzrokovana protokom viših harmonijskih struja u mreži. Prosječna snaga za period zbog ovih harmonika je nula, jer frekvencije harmonika i primarnog napona se ne poklapaju.

Viši harmonici struje uzrokuju smetnje u osjetljivoj opremi i dodatne gubitke od vrtložnih struja u mrežnim transformatorima.

Za ventilske pretvarače uvodi se koncept faktora snage χ, koji karakterizira učinak jalove snage i snage izobličenja:

,

- koeficijent izobličenja primarne struje.

Dakle, očigledno je da faktor snage zavisi od ugla kašnjenja struje u odnosu na napon i veličine viših harmonika struje.

Metode poboljšanja faktora snage

Postoji nekoliko načina da se smanji negativan utjecaj pretvarača na mrežu napajanja. Evo nekih od njih:

Koristeći višestepenu faznu kontrolu (slika 3).

Rice. 3.

Upotreba ispravljača sa odvodima iz transformatora dovodi do povećanja broja talasa po periodu. Što je više grana od transformatora, veći je broj talasa po periodu, to je oblik ulazne struje bliži sinusoidalnom. Značajan nedostatak ove metode je visoka cijena i dimenzije transformatora s dovoljnim brojem slavina (da bi se postigao učinak, mora ih biti više nego na slici). Proizvodnja elementa za namotavanje takve složenosti vrlo je težak zadatak, teško ga je automatizirati - otuda i cijena. A ako je izvor sekundarnog napajanja koji se razvija mali, onda je ova metoda nedvosmisleno neprihvatljiva.

Rice. 4.

Povećanje faze ispravljača. Metoda dovodi do povećanja broja pulsiranja po periodu. Nedostatak ove metode je veoma komplikovan dizajn transformatora, skup i glomazan ispravljač. Osim toga, nemaju svi potrošači trofaznu mrežu.

Upotreba korektori faktora snage (PFC). Postoje elektronski i neelektronski KKM. Kao neelektronski PFC, široko se koriste elektromagnetski kompenzatori jalove snage - sinhroni motori koji generiraju reaktivnu snagu u mrežu. Očigledno, iz očiglednih razloga, takvi sistemi su neprikladni za domaćeg potrošača. Elektronski KKM - sistem rješenja sklopova dizajniran za povećanje faktora snage - je možda najoptimalnije rješenje za domaću potrošnju.

Princip rada KKM-a

Glavni zadatak PFC-a je smanjiti na nulu zaostajanje potrošene struje od napona u mreži uz održavanje sinusoidnog oblika struje. Da biste to učinili, potrebno je uzimati struju iz mreže ne u kratkim intervalima, već tijekom cijelog perioda rada. Snaga koja se uzima iz izvora mora ostati konstantna čak i ako se napon mreže promijeni. To znači da kada se mrežni napon smanji, struja opterećenja se mora povećati, i obrnuto. Za ove svrhe su prikladni pretvarači s induktivnim skladištenjem i prijenosom energije u obrnutom smjeru.

Metode korekcije mogu se uvjetno podijeliti na niskofrekventne i visokofrekventne. Ako je frekvencija korektora mnogo veća od frekvencije mreže, ovo je visokofrekventni korektor, inače je niskofrekventni korektor.

Razmotrite princip rada tipičnog korektora snage (slika 5). Na pozitivnom poluvalu, u trenutku kada mrežni napon prođe kroz nulu, tranzistor VT1 se otvara, struja teče kroz krug L1-VD3-VD8. Nakon što se tranzistor VT1 isključi, induktor počinje odavati energiju pohranjenu u njemu, kroz diode VD1 i VD6 do filterskog kondenzatora i opterećenja. S negativnim poluvalom, proces ima sličan karakter, samo drugi parovi dioda rade. Kao rezultat upotrebe takvog korektora, struja potrošnje ima pseudo-sinusoidni karakter, a faktor snage dostiže vrijednost od 0,96 ... 0,98. Nedostatak ove sheme su velike dimenzije zbog upotrebe niskofrekventne prigušnice.

Rice. 5.

Povećanje frekvencije rada PFC-a omogućava smanjenje dimenzija filtera (slika 6). Kada je prekidač za napajanje VT1 otvoren, struja u induktoru L1 raste linearno - dok je dioda VD5 zaključana, a kondenzator C1 se isprazni do opterećenja.

Rice. 6.

Tada se tranzistor isključuje, napon na induktoru L1 otključava diodu VD5 i induktor odaje akumuliranu energiju kondenzatoru, dok istovremeno napaja opterećenje (slika 7). U najjednostavnijem slučaju, krug radi s konstantnim radnim ciklusom. Postoje načini za povećanje efikasnosti korekcije dinamičkom promjenom radnog ciklusa (tj. usklađivanjem ciklusa sa naponskom ovojnicom mrežnog ispravljača).

Rice. 7. Oblici napona i struja visokofrekventnog PFC-a: a) sa promjenjivom frekvencijom uključivanja, b) sa konstantnom frekvencijom uključivanja

Čipovi za izradu korektora visokih performansi STMicroelectronics

S obzirom na mogućnosti moderne elektronske industrije, visokofrekventni PFC su najbolji izbor. Integralni dizajn cijelog korektora snage ili njegovog upravljačkog dijela postao je, zapravo, standard. Trenutno postoji veći izbor kontrolnih čipova za izgradnju PFC kola koje proizvode različiti proizvođači. Među svom ovom raznolikošću, vredi obratiti pažnju na mikro kola L6561/2/3 proizvođača STMicroelectronics (www.st.com).

L6561, L6562 i L6563- serija mikro kola specijalno dizajniranih od strane STMicroelectronics inženjera za izgradnju visoko efikasnih korektora faktora snage (tabela 1).

Tabela 1. IC-ovi za korekciju faktora snage

Ime	voltaža snaga, V	Current uključenje, uA	Potrošnja struje u aktivnom načinu rada, mA	Potrošnja struje u standby modu, mA	Izlazna struja prednapona, μA	Vrijeme porasta struje prekidača za napajanje, ns	Vrijeme opadanja struje prekidača za napajanje, ns
L6561	11…18	50	4	2,6	-1	40	40
L6562	10,3…22	40	3,5	2,5	-1	40	30
L6563	10,3…22	50	3,8	3	-1	40	30

Na osnovu L6561/2/3, može se napraviti jeftin, ali efikasan korektor (slika 8). Zahvaljujući ugrađenom sistemu prediktivne kontrole, programeri su uspeli da postignu visoku tačnost regulacije izlaznog napona (1,5%), koju kontroliše ugrađeni mismatch pojačavač.

Rice. osam.

Moguća je interakcija sa DC/DC pretvaračem spojenim na korektor. Ova interakcija se sastoji u isključivanju pretvarača od strane mikrokola (ako podržava takvu mogućnost) u slučaju nepovoljnih vanjskih uvjeta (pregrijavanje, prenapon). S druge strane, pretvarač može inicirati uključivanje i isključivanje mikrokola. Ugrađeni drajver vam omogućava da kontrolišete moćne MOSFET ili IGBT tranzistori. Prema proizvođaču, na osnovu LP6561/2/3 može se implementirati napajanje snage do 300 W.

Za razliku od analoga drugih proizvođača, LP6561/2/3 opremljeni su posebnim krugovima koji smanjuju vodljivost izobličenja ulazne struje koja nastaje kada ulazni napon dostigne nulu. Glavni razlog za ovu smetnju je "mrtva zona" koja nastaje tokom rada diodnog mosta, kada su sve četiri diode zatvorene. Par dioda koje rade na pozitivnom poluvalu ispada da je zatvoren zbog promjene polariteta napona napajanja, a drugi par još nije imao vremena da se otvori zbog vlastite kapacitivnosti barijere. Ovaj efekat je pojačan prisustvom filterskog kondenzatora koji se nalazi iza diodnog mosta, koji, kada je polaritet napajanja obrnut, zadržava neki preostali napon, koji ne dozvoljava diodama da se otvore na vreme. Dakle, očito je da struja u tim trenucima ne teče, njen oblik je izobličen. Upotreba novih PFC kontrolera može značajno smanjiti vrijeme "mrtve zone", čime se smanjuje izobličenje.

U nekim slučajevima, bilo bi vrlo zgodno kontrolirati izlazni napon do DC/DC pretvarača pomoću PFC-a. L6561/2/3 dozvoljavaju takvu kontrolu, nazvanu "kontrola pojačanja praćenja". Da biste to učinili, samo instalirajte otpornik između TBO pina i GND.

Vrijedi napomenuti da su sva tri mikrokola međusobno kompatibilna. Ovo može uvelike pojednostaviti dizajn PCB uređaja.

Dakle, možemo razlikovati sljedeće karakteristike L6561 / 2/3 mikro krugova:

podesiva zaštita od prenapona;

ultra-niska struja okidača (manje od 50 µA);

niska struja mirovanja (manje od 3 mA);

široka granica ulaznog napona;

ugrađeni filter koji povećava osjetljivost;

mogućnost odvajanja od opterećenja;

mogućnost kontrole izlaznog napona;

mogućnost interakcije direktno sa pretvaračem.

Zaključak

Trenutno postoje strogi zahtjevi za sigurnost i ekonomičnost modernih elektronskih uređaja. Posebno, prilikom razvoja modernih prekidačkih izvora napajanja, potrebno je uzeti u obzir službeno prihvaćene standarde. IEC 1000-3-2 je standard za bilo koje prekidačko napajanje velike snage jer definira trenutne harmonike i zahtjeve faktora snage za sisteme napajanja iznad 50W i sve vrste rasvjetne opreme. Prisustvo korektora faktora snage pomaže u ispunjavanju zahtjeva ovog standarda, tj. njegovo prisustvo u moćnom napajanju je jednostavna potreba. L6561/2/3 je optimalan izbor za izgradnju efikasnog i istovremeno jeftinog korektora faktora snage.

Dobijanje tehničkih informacija, naručivanje uzoraka, dostava - e-mail:

O ST Microelectronics

Razvoj i široka upotreba impulsnih metoda za pretvaranje električne energije dovela je do pojave kućanskih i industrijskih električnih uređaja male snage sa iskrivljenim oblikom ili faznim pomakom struje koja se troši iz mreže (fluorescentne sijalice, elektromotori). , televizori, kompjuteri, mikrotalasne pećnice, itd.). Oštar porast broja takvih potrošača utiče na njihovu elektromagnetnu kompatibilnost i sisteme napajanja u cjelini. Godine 2001. IEC je usvojio standard IEC-1000-3-2, prema kojem svaki električni proizvod snage više od 200 vati priključen na AC mrežu mora imati aktivni ulazni otpor, odnosno faktor snage () mora biti jednako jedinstvu.

Za povećanje Trenutno se koriste pasivni i aktivni korektori faktora snage (PFC). Prvi se koriste pri konstantnim opterećenjima, uvođenjem kompenzacijskih reaktancija (na primjer, kondenzatori za fluorescentne svjetiljke), a drugi imaju širi spektar primjena. Razmotrimo pojednostavljenu šemu aktivnog korektora, koja je prikazana na slici 6.1.

Slika 6.1 - Pojednostavljeni dijagram aktivnog PFC-a

Na ovoj slici, R 1, R 2 - senzor ulaznog napona (DN), R 3 - senzor struje (DT). Induktivnost L, ključ VT1, dioda VD1 i kondenzator C 1 čine regulator napona pojačanja impulsa. Rad CMC-a je ilustrovan dijagramima na slici 6.1b. Zatvaranje tranzistora VT1 događa se u trenutku kada napon na izlazu strujnog senzora DT postane jednak nuli (tj. pri nultoj struji u induktivitetu L). Otvaranje tranzistora VT1 nastaje u trenutku kada linearno rastući napon sa senzora struje postane jednak sinusoidnom naponu sa senzora napona DN. Nakon što se tranzistor otvori, struja u induktivitetu počinje opadati, induktivnost se ispušta na opterećenje kroz diodu VD1, DT i mrežu. Kod nulte struje, tranzistor se ponovo zatvara. Zatim se proces ponavlja. Frekvencija prebacivanja ključa premašuje mrežnu frekvenciju i iznosi desetine ... stotine kiloherca. Prosječna struja i cf u induktivnosti i potrošena iz mreže ponavlja oblik mrežnog napona. Prema visokoj frekvenciji ključa, mreža je šantovana kondenzatorom C 2 (obično djelić mikrofarada). Dodatno možete uvesti povratnu informaciju o izlaznom naponu i obezbijediti preliminarnu stabilizaciju. Očigledno je da je rad PFC-a moguć ako je amplituda ulaznog napona manja od napona na kondenzatoru C 1 (uzimajući u obzir odstupanja). Za mrežni napon od 220V (amplituda 311V), pretpostavlja se da je izlazni napon PFC-a 380 ... 400V.

6.2 Sorte kkm

U gore razmotrenoj KKM shemi koristi se tzv. granična kontrola. Najjednostavniji je za implementaciju, ali se ključ otvara pri značajnoj struji, što je povezano sa značajnim gubicima snage.

Poznate su i druge metode upravljanja ključevima u KKM-u:

kontrola trenutnog vrha

metoda diskontinuirane struje sa PWM.

kontrola prosječne struje.

Suštinu ovih metoda ilustruju dijagrami na slici 6.2 a, b, c, redom.

Slika 6.2 - Upravljanje ključevima u KKM

Kontrola vršne struje (slika 6.2.a) je atraktivna za male reverzne buke (prema mreži) i male strujne udare kroz prekidač, ali postoji promjena frekvencije i teško prebacivanje diode napajanja.

Diskontinuirana kontrola struje sa PWM-om (slika 6.2.b). Implementacija ove metode je bliska metodi granične kontrole, ali se razlikuje po konstantnoj frekvenciji prebacivanja. Prednost je jednostavan upravljački krug, ali diskontinuirane struje induktora postaju dodatni izvor smetnji. Upravljanje po srednjoj vrijednosti struje (slika 6.2.c) vrši se na konstantnoj frekvenciji, a prisustvo integratora za usrednjavanje struje povećava otpornost na buku regulacionog sistema. Tipično, vršna vrijednost valovitosti struje induktora je unutar 20% prosječne vrijednosti, a upravo se ova metoda kontrole koristi u korektorima snage veće od 300 vati.

Ne postoje samo jednofazni, već i trofazni korektori faktora snage. Strujni krug trofaznog KKM sa jednim upravljanim ključem prikazan je na sl. 6.3, i na sl. Na slikama 6.4 i 6.5 prikazani su dijagrami koji objašnjavaju rad.

Slika 6.3 - Strujni krug trofaznog PFC-a

Slika 6.4 - Dijagrami struja reaktora L1, L2, L3 trofaznog CFC-a

Slika 6.5 - Dijagrami glavnih procesa trofaznog CMC-a

Ključ se upravlja na isti način kao i jednofazni korektor.

U razmatranim PFC shemama, potonji propušta svu snagu opterećenja. Ovo je serijski korektor i njegova elementna baza ograničava povećanje izlazne snage. KKM se također može izgraditi prema shemi amper-booster (slika 1.19) - uključivanje aktivnog strujnog filtera paralelno s opterećenjem. U ovom slučaju, instalirana snaga aktivnih filterskih elemenata, dizajniranih da kompenzuju samo snagu izobličenja od viših harmonika ulazne struje, biće na nivou određenom koeficijentom harmonika ove struje (na primer, 0,3 za trofazno mostno kolo i 0,15 za dvanaestfazni ispravljački krug) . Blok dijagram takvog CMC-a prikazan je na sl. 6.6. Princip kompenzacije viših harmonika u krivulji struje koja se troši iz mreže ilustrovan je dijagramima na Sl. 6.7. Radi jasnoće, pretpostavlja se da je oblik struje opterećenja pravokutni. Korektor formira razliku između harmonika struje mreže i stvarne struje opterećenja

(6.1)

gdje je j indeks faze (A, B ili C);

i J 1 je prvi harmonik struje faze j.

Šema upravljanja korektorom se obično zasniva na modulaciji širine impulsa.

Slika 6.6 - Strukturni dijagram paralelnog trofaznog PFC-a

Slika 6.7 - Kompenzacija viših strujnih harmonika

Kao zasebni elementi elektronske tehnologije, kontrolna kola korektora su prvi put puštena u prodaju 1989. od strane Mikro Lineara (LM 4812). Zatim su Siemens, Motorola i drugi preuzeli razvoj.Trenutno postoji velika familija IC-a za kontrolu impulsnih izvora u kombinaciji sa PFC-om i implementaciju jedne ili druge metode upravljanja.