Kontrollues për korrigjimin e fuqisë aktive. Rryma e ulët e nisjes: Korrigjuesit e faktorit të fuqisë STM

Sot, ekzistojnë dy qasje për ndërtimin e furnizimeve me energji elektrike që sigurojnë një tension ose rrymë dalëse të qëndrueshme në dalje - furnizimet me energji elektrike me stabilizim parametrik dhe puls.

Në burimet lineare, parametri i daljes stabilizohet nga një element jolinear. Pulsi - punoni në parimin e kontrollit të energjisë në një induktor duke përdorur një ose më shumë ndërprerës.

Avantazhi i të parës është një nivel i ulët i zhurmës me frekuencë të lartë, i cili është i rëndësishëm për pajisjet analoge. Pas burimeve të impulsit - fuqi më të larta dhe një raport më i mirë fuqi-madhësi. Përveç kësaj, ato janë më efikase. Çështjet e kompleksitetit ose thjeshtësisë së qarkut janë shumë të diskutueshme, pasi industria moderne ofron një gamë të gjerë zgjidhjesh, duke përfshirë zgjidhje me një çip, për çdo aplikim.

Por për rrjetin, furnizimet me energji lineare dhe komutuese janë një ngarkesë jolineare - forma e rrymës së konsumuar do të ndryshojë nga ajo sinusoidale, e cila do të çojë në shfaqjen e harmonikëve shtesë, dhe për rrjedhojë në shfaqjen e një komponenti të fuqisë reaktive. , ngrohje shtesë dhe humbje në linjat e energjisë. Përveç kësaj, konsumatorët e tjerë të energjisë duhet të marrin masa shtesë për t'u mbrojtur nga shqetësimet e rrjetit - veçanërisht në rastin e njësive komutuese me fuqi të lartë që funksionojnë nën ngarkesë. Kufizimet në zhurmën e lejuar të rrjetit nga një pajisje pune rregullohen nga standardet përkatëse ndërkombëtare dhe kombëtare. Nuk ka dyshim se standardet ruse në këtë fushë do të bëhen më të ashpra dhe më afër standardeve botërore. Si rezultat, ato kompani që zotërojnë teknikat për reduktimin e ndërhyrjeve në rrjet do të fitojnë një avantazh të konsiderueshëm ndaj konkurrencës.

Për të zvogëluar ndikimin e konsumatorit aktual në rrjet, përdoren korrigjuesit aktivë ose pasivë. Korrigjuesit pasivë janë mbytje që përdoren më shpesh në pajisjet me fuqi të ulët dhe nuk janë kritike për dimensionet e përgjithshme. Në raste të tjera, këshillohet përdorimi i korrigjuesve aktivë me frekuencë të lartë, të quajtur shpesh korrigjues të faktorit të fuqisë (PFC ose PFC). Detyrat kryesore të KKM përfshijnë:

• Bërja e rrymës së konsumuar nga rrjeti sinusoidal (reduktimi i shtrembërimit harmonik);
• Kufizimi i fuqisë dalëse;
• Mbrojtje nga qarku i shkurtër;
• Mbrojtje nga nëntensioni ose mbitensioni.

Në fakt, PFC mund të shihet si një lloj stadi (qarku) tampon që zvogëlon ndikimin e ndërsjellë të rrjetit dhe burimit të energjisë.

Një strukturë tipike e një korrigjuesi të fuqisë është paraqitur në Figurën 1.

Oriz. një.

KKM mund të zbatohet jo vetëm në elementë diskrete, por edhe duke përdorur mikroqarqe të specializuara - kontrollues PFC (korrektues PFC). Prodhuesit kryesorë të kontrollorëve të korrigjuesit të faktorit të fuqisë përfshijnë:

• STMikroelektronikë- L4981, L656x;

• Texas Instruments- UCx854, UC28xx;

• Ndreqës ndërkombëtar - IR115x;

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

• Fairchild Semiconductor- FAN48xx, FAN69x, FAN7527;

• Linear Technology Corporation- LTC1248.

KKM kontrollues STMicroelectronics

STMicroelectronics ofron disa seri kontrolluesish PFC produktiv të aftë për të ofruar mënyra të ndryshme funksionimi të pajisjes. Opsionet shtesë thjeshtojnë ndërtimin e furnizimit me energji komutuese, duke marrë parasysh standardet e efikasitetit të energjisë dhe kërkesat për nivelin e shtrembërimit të futur në rrjetin e furnizimit.

Tabela 1. Kontrollorët e korrigjimit të faktorit të fuqisë STMicroelectronics

Çip	Kornizë	Orë pune	Tensioni furnizimi me energji elektrike, V	Rryma e konsumit, mA aktive / startuese (me fuqi të ulët)	shënim
L4981	PDIP 20; SO-20	CCM	19,5	12/0,3	Fillimi i butë; Mbrojtja nga mbitensioni, mbirryma
L6561	DIP-8; SO-8	TM	11…18	4/0,05	Mbrojtje nga mbitensioni
L6562A	DIP-8; SO-8	TM, Koha e fiksuar	10,5…22,5	3,5/0,03	Mbrojtje nga mbitensioni
L6562AT	SO-8	TM, Koha e fiksuar	10,5…22,5	3,5/0,03	Mbrojtje nga mbitensioni
L6563H	SO-16	TM, nxitje e gjurmimit	10,3…22,5	5/0,09
L6563S	SO-14	TM, nxitje e gjurmimit	10,3…22,5	5/0,09	Fillimi i tensionit të lartë; mbitensioni, ndërprerja e reagimit, mbrojtja nga ngopja e induktorit
L6564	SSOP 10	TM, nxitje e gjurmimit	10,3…22,5	5/0,09	Fillimi i tensionit të lartë; mbitensioni, ndërprerja e reagimit, mbrojtja nga ngopja e induktorit

Mikroqark i kontrolluesit të korrigjuesit të fuqisë L4981 ju lejon të ndërtoni furnizime me energji shumë efikase me konsum të rrymës sinusoidale. Faktori i fuqisë mund të jetë deri në 0.99 me harmonikë të ulët. Vetë mikroqarku zbatohet duke përdorur teknologjinë BCD 60II dhe funksionon në parimin e kontrollit mesatar të rrymës (CCM), duke ruajtur një konsum të rrymës sinusoidale.

L4981 mund të përdoret në sisteme me tension furnizimi nga 85 në 265 V pa një drejtues të jashtëm të ndërprerësit të energjisë. Seria "A" për kontrolluesin PWM përdor një frekuencë fikse; seria "B" përdor gjithashtu modulimin e frekuencës për të optimizuar filtrin e hyrjes.

Mikroqarku përfshin gjithashtu: një burim të saktë të tensionit referues, një përforcues gabimi, një qark për bllokimin e funksionimit në rast të një rënieje kritike të tensionit, një sensor aktual, një qark të butë të fillimit dhe mbrojtje nga mbitensioni dhe mbirryma. Niveli i udhëtimit me mbirrymë për L4981A vendoseni duke përdorur një rezistencë të jashtme; për të përmirësuar saktësinë në seri L4981B përdoret një ndarës i jashtëm i tensionit.

Karakteristikat kryesore:

• Boost-PWM me faktor fuqie deri në 0,99;
• Shtrembërimi i rrymës jo më shumë se 5%;
• Hyrja universale;
• Faza e fuqishme e daljes (bipolare dhe MOSFET);
• Mbrojtje nga nëntensioni me histerezë dhe prag kyçjeje të programueshme;
• Burim i integruar i tensionit referencë me saktësi 2% (i aksesueshëm nga jashtë);
• Rryma e ulët e nisjes (~ 0,3 mA);
• Sistemi i fillimit të butë.

Seria L6561është një version i përmirësuar i kontrolluesit PFC L6560(plotësisht në përputhje me të). Risitë kryesore:

• Një shumëzues analog i avancuar që lejon pajisjen të funksionojë në një gamë të gjerë të tensionit hyrës (85 deri në 265 V) me performancë të shkëlqyer të shtrembërimit harmonik (THD);
• Rryma e nisjes e reduktuar në disa miliamper (~ 4mA);
• U shtua një kunj për lejen e punës për të garantuar konsum të ulët të energjisë në gatishmëri ( qëndroni pranë).

Aftësitë kryesore të mishëruara në teknologjinë e përzier BCD:

• Rryma e nisjes ultra e ulët (~ 50μA);
• 1% referencë e tensionit të integruar;
• Mbrojtje e programueshme nga mbitensioni;
• Sensori aktual pa filtër të jashtëm me kalim të ulët;
• Rryma e ulët qetësuese.

Faza e daljes është e aftë të drejtojë çelsat MOS ose IGBT me fuqi me rryma kontrolli deri në 400 mA. Mikroqarku funksionon në një mënyrë kalimtare të funksionimit të korrigjuesve të faktorit të fuqisë - Modaliteti i Tranzicionit (TM) - një mënyrë e ndërmjetme midis të vazhdueshme (CCM) dhe ndërprerjes (DCM). L6561 është optimizuar për furnizimin me energji të çakëllit të llambave të shkarkimit, përshtatësve të rrjetit, furnizimeve me energji komutuese.

kontrollues KKM L6562A / L6562AT funksionon gjithashtu në modalitetin kalimtar (TM) dhe është i pajtueshëm me pin-in me paraardhësit L6561 dhe L6562. Shumëzuesi i tij me linearitet të lartë ka një qark të veçantë për të reduktuar mospërputhjen AC në hyrje, duke e lejuar atë të funksionojë në një gamë të gjerë tensionesh hyrëse me shtrembërim të ulët harmonik në një sërë ngarkesash. Tensioni i daljes kontrollohet nga një përforcues operacional me një referencë të tensionit me saktësi të lartë (deri në 1% saktësi).

L6562A / L6562AT në modalitetin boshe ka një konsum prej rreth 60 μA dhe një rrymë funksionimi prej vetëm 5 mA. Hyrja e kontrollit të ndezjes/fikjes lehtëson krijimin e pajisjeve fundore që plotësojnë kërkesat e Blue Angel, EnergyStar, Energy2000 dhe një sërë të tjerash.

Një sistem efektiv i mbrojtjes nga mbitensioni me dy nivele funksionon edhe në rast të mbingarkesës në momentin e ndezjes së korrigjuesit ose në rast të ndërprerjes së ngarkesës gjatë funksionimit.

Faza e daljes është e aftë të sigurojë deri në 600 mA rrymë dalëse dhe 800 mA rrymë hyrëse, e cila është e mjaftueshme për të drejtuar MOSFET me fuqi të lartë ose ndërprerës IGBT. Përveç aftësive të mësipërme, L6562A mund të funksionojë në një modalitet të caktuar të kohës së lirë ( Koha e fiksuar) - Figura 2.

Oriz. 2.

Seria e kontrollorëve KKM L6563, L6563S, L6563H, L6564 janë ndërtuar sipas skemës së një korrigjuesi tipik të faktorit të fuqisë që funksionon në modalitetin TM me një numër karakteristikash shtesë.

L6563, L6563S kanë një modalitet funksionimi të rritjes së gjurmimit, një hyrje të parashikimit të tensionit me dy drejtime, një hyrje të aktivizimit të funksionimit, një burim tensioni referencë precize (saktësia në 25 ° C brenda 1 ... 1,5%). Për më tepër, të integruara në mikroqark: qarqet e mbrojtjes nga mbitensioni me një prag të rregullueshëm, këputja e lakut të reagimit (fikja e mikroqarkut), ngopja e induktorit (fikja e mikroqarkut); detektor i programueshëm i rënies kritike të tensionit AC. Konsumi aktual maksimal L6563x nuk është më shumë se 6 mA në modalitetin aktiv, rryma e fillimit është më pak se 100 μA.

Mikroqark i kontrolluesit korrigjues
faktori i fuqisë L6562A

Aplikimet e kontrolluesit PFC përfshijnë:

• Furnizimet me rrymë komutuese që plotësojnë kërkesat e standardeve IEC61000-3-2 (TV, monitorë, kompjuterë, konzolla lojërash);
• Konvertuesit / karikuesit AC / DC me fuqi deri në 400 W;
• Çakëll elektronik;
• Shtresa hyrëse e serverëve dhe serverëve në internet.

Karakteristikat kryesore të L6562A janë:

• Zgjidhje shumëzuese pronësore;
• Nivele të konfigurueshme të mbrojtjes nga mbitensioni;
• Rryma e nisjes ultra e ulët - 30mkA;
• Rryma e ulët qetësuese - 2,5 mA;
• Faza e fuqishme e daljes për kontrollin e çelsave të rrymës - -600,800 mA.

Mikroqarqet janë të disponueshme në pako kompakte me tetë kunja DIP-8 dhe SO-8. Diagrami bllok i L6562A është paraqitur në Figurën 3.

Oriz. 3.

Hyrja e kundërt e amplifikatorit të gabimit ndan funksionet e daljes që mundësojnë funksionimin e mikroqarkut. Kur voltazhi në të është nën 0,2 V, ai fiket mikroqarkullin, duke zvogëluar kështu konsumin e tij të energjisë, dhe kur tejkalohet pragu prej 0,45 V, mikroqarku kalon në modalitetin aktiv. Qëllimi kryesor i këtij funksioni është të kontrollojë kontrolluesin KKM, për shembull, ai mund të kontrollohet nga kontrolluesi tjetër PWM i konvertuesit të tensionit. Një veçori shtesë e ofruar nga funksioni i mbylljes është mbyllja automatike në rast të një shkurtimi të tensionit në tokë në rezistencën me rezistencë të ulët të ndarësit të daljes ose një qark të hapur në ndarës.

Sinjali i daljes së amplifikatorit të gabimit furnizohet në hyrjen e tij të kundërt përmes qarqeve të reagimit kompensues. Në fakt, performanca e këtyre qarqeve përcakton qëndrueshmërinë e tensionit në dalje, faktorin e lartë të fuqisë dhe harmonikat e ulëta.

Pas ndreqësit, voltazhi kryesor i furnizimit hyn në hyrjen e shumëzuesit përmes një ndarësi të tensionit dhe shërben si një burim i një sinjali sinusoidal referues për lakun aktual.

Tensioni nga rezistenca matës në qarkun e ndërprerësit të energjisë futet në hyrjen e krahasuesit PWM, ku krahasohet me sinjalin sinusoidal të referencës për të përcaktuar momentin kur hapet çelësi. Për të reduktuar efektin e zhurmës së impulsit, zbatohet një vonesë harduerike prej 200 ns nga buza kryesore e impulsit. Në pjesën e përparme negative të pulsit të demagnetizimit të induktorit, çelësi i energjisë është i mbyllur.

Një shembull i një qarku komutues L6562A është një furnizim me tension 400 V (Figura 4).

Oriz. 4.

Një shembull i dytë është përdorimi i L6562A si pjesë e një furnizimi me energji elektrike për ndriçuesit LED (Figura 5).

Oriz. 5.

L6562A ka një qark të dedikuar që zvogëlon efektin e kalimit të tensionit rreth tensionit të hyrjes zero ac kur diodat në urën ndreqës janë ende të mbyllura dhe rryma përmes urës është zero. Për të luftuar këtë efekt, qarku i integruar detyron kontrolluesin KKM të pompojë më shumë energji në momentin që tensioni i rrjetit kalon zero (koha kur çelësi i rrymës është në gjendje të hapur rritet). Si rezultat, periudha kohore gjatë së cilës konsumi i fuqisë (rryma) i qarkut është i pamjaftueshëm zvogëlohet, dhe kondensatori filtrues i vendosur pas urës shkarkohet plotësisht. Një vlerë e ulët e tensionit të referencës lejon përdorimin e një rezistence me rezistencë më të ulët për të matur rrymën në qarkun e ndërprerësit të energjisë, përkatësisht, fuqia e shpërndarë në të zvogëlohet (më pak shpërndarje të energjisë ® më pak ngrohje ® kërkesa më të ulëta për sistemin e ftohjes dhe ventilimit) . Rrymat e ulëta të hyrjes së mbrojtjes dinamike të mbitensionit lejojnë përdorimin e një rezistence të sipërme me rezistencë të lartë në ndarësin e tensionit të reagimit të tensionit pa rritur ndikimin e zhurmës. Si rezultat, konsumi aktual i qarkut në modalitetin e gatishmërisë zvogëlohet (e rëndësishme në lidhje me kërkesat e standardeve të kursimit të energjisë). Tabela 2 tregon parametrat kryesorë të kontrolluesit PFC L6562A.

Tabela 2. Parametrat kryesorë të performancës së L6562A

Parametri	Kuptimi
Pragjet e ndezjes/fikjes, V	12,5/10
Përhapja e vlerave të pragut të fikjes (max), V	± 0,5
Rryma e mikroqarkullimit para fillimit (maksimum), μA	60
Shumëzuesi i fitimit	0,38
Vlera e tensionit të referencës, V	1,08
Koha e përgjigjes ndaj një ndryshimi në rrymë, ns	175
Rryma dinamike e komutimit të qarkut OVP, μA	27
Pragjet e detektorit zero, çaktivizimi / aktivizimi / mbajtja, V	1,4/0,7/0
Pragjet e ndezjes/fikjes së mikroqarkut, V	0,45/0,2
Rënia e tensionit në drejtuesin e brendshëm të çelësit, V	2,2
Vonesa në lidhje me pjesën e përparme të pulsit në sensorin aktual, ns	200

E gjithë kjo e bën L6562A një zgjidhje të shkëlqyer me kosto të ulët për UPS-të deri në 350W, në përputhje me kërkesat e standardeve EN61000-3-2.

Aplikimet dhe metodat për llogaritjen e montimeve tipike për skemat e bazuara në L6562A / AT janë dhënë në udhëzuesit e aplikimit; një listë e dokumenteve kryesore është dhënë më poshtë.

AN3159: STEVAL-ILH005V2: çakëll elektronik 150 W HID - Njësi e integruar e çakëllit elektronik me fuqi deri në 150 W.

AN2761: Zgjidhje për hartimin e një pararregulluesi PFC të modalitetit të tranzicionit me L6562A - shembuj të ndërtimit të një kontrolluesi paraprak me një PFC në një mënyrë kalimtare bazuar në L6562A.

AN2782: Zgjidhje për projektimin e një pararregullatori PFC të kontrolluar me kohë fikse 400 W me L6562A - Një shembull i zhvillimit të një pararregullatori PFC 400 vat bazuar në L6552A në një modalitet jashtë gjendjes me kohë të caktuar.

AN2928: Konvertuesi i modifikuar buck për aplikacionet LED - Konvertues i modifikuar për ndriçim LED.

AN3256: Drejtues LED me kosto të ulët për një llambë A19 - Drejtues LED me çmim të ulët për llambat A19.

AN2983: Drejtues i rrymës së kundërt LED me rrymë konstante duke përdorur L6562A - Drejtues LED me rrymë konstante në L6562A.

AN2835: çakëll llambë HID 70 W bazuar në L6569, L6385E dhe L6562A - Qarku elektronik i çakëllit për llambat e shkarkimit.

AN2755: Pararregullator PFC i kontrolluar nga FOT 400 W me L6562A - Pararregullator 400 vat i bazuar në L6562A në modalitetin fiks-off-time.

AN2838: Pllaka demonstruese e konvertuesit të kthimit të faktorit të fuqisë së lartë me rreze të gjerë 35 W duke përdorur L6562A - Pllakë demo për një konvertues me diapazon të gjerë me faktor të lartë fuqie 35 W bazuar në L6562A.

AN3111: Shofer LED offline me një fazë 18 W - Drejtues LED me një nivel të vetëm 18 vat.

AN2711: Hyrja 120 VAC-Driac LED me errësim Triac bazuar në L6562A - Drejtues LED i rregullueshëm me tiristor në L6562A me fuqi 120 watts.

Pllakat demonstruese të ofruara nga STMicroelectronics ju lejojnë të kuptoni shpejt mënyrat e ndryshme të funksionimit të mikroqarqeve, si dhe të shihni se si do të sillen pajisjet në kushte të ndryshme funksionimi. Përveç kësaj, mjetet e korrigjimit shërbejnë si prototipe të pajisjes. Në kohën e këtij shkrimi, grupi i mëposhtëm i mjeteve të korrigjimit ofrohet për t'u njohur me L6562A - Tabela 3.

Tabela 3. Mjetet e korrigjimit për L6562A

Paguaj	Pamja e jashtme	Përshkrim
STEVAL-ILL027V2		Shofer LED i pavarur 18 vat
EVL6562A-TM-80W		Bordi i vlerësimit të korrigjuesit të faktorit të fuqisë 80 Watt që funksionon në modalitetin TM
STEVAL-ILL013V1		PFC i pavarur me errësim dhe drejtues LED me reduktim të energjisë bazuar në L6562A
EVL6562A-LED		L6562A Pllaka demonstruese e drejtuesit LED me rrymë konstante
STEVAL-ILL016V2		Drejtues LED i pavarur i tiristorit në L6562AD dhe TSM1052
STEVAL-ILL019V1		Drejtues i pavarur LED 35 Watt për burim drite LED Quad HB RGGB
STEVAL-ILL034V1		Drejtues LED për llambat A19 bazuar në L6562A (që synon tregun amerikan)
EVL6562A-400W L6562A		Rregullator i tensionit paraprak me PFC në modalitetin fiks-off-time

Kontrollorët KKM STMicroelectronics L6563S / H seri

Përveç veçorive dhe aftësive standarde, kontrollorët e faktorit të fuqisë së serisë L6563S / H (Figura 6) kanë një numër opsionesh për të përmirësuar performancën e pajisjeve të tyre fundore.

Oriz. 6.

Ndër veçoritë dalluese:

• Aftësia për të punuar në modalitetin e rritjes së gjurmimit;
• 1 / V 2 -korrigjim;
• Mbrojtja nga mbitensioni, reagimi i ciklit të hapur, ngopja e induktorit.

Shumëzuesi me linearitet të lartë me korrigjim hapash të rrymës kryesore lejon që mikroqarqet të funksionojnë në një gamë të gjerë të tensionit të hyrjes AC me një nivel minimal të shtrembërimit harmonik, edhe në ngarkesa të larta.

Tensioni i daljes kontrollohet nga një përforcues gabimi dhe një burim tensioni preciz (1% në 25 ° C). Stabiliteti i qarkut të reagimit monitorohet nga bashkimi i tensionit përpara (korrigjim 1 / V 2), i cili në këtë mikroqark përdor një teknikë unike të pronarit që mund të përmirësojë ndjeshëm kalimet e linjës gjatë rënieve ose rritjeve të tensionit të rrjetit (i ashtuquajturi dydrejtues komunikimi - "dydrejtimësh").

Kontrolluesi L6563H PFC ka të njëjtin funksionalitet si L6563 / L6563S me shtimin e një burimi ndezës të tensionit të lartë. Kjo veçori kërkohet në aplikacionet me kërkesa të rrepta për kursimin e energjisë, si dhe në rastet kur kontrolluesi POS funksionon në modalitetin master.

Për më tepër, L6563H ka aftësinë për të punuar në modalitetin e gjurmimit të rritjes ( funksionimi i nxitjes së gjurmimit) - voltazhi i daljes ndryshon në përgjigje të ndryshimeve në tensionin e rrjetit.

L6563H mund të përdoret me furnizime me energji deri në 400 W në përputhje me standardet EN61000-3-2, JEITA-MITI.

Mikroqarku L6564 është një version më kompakt i L6563S në paketën SSOP-10 - ai ka të njëjtin drejtues, referencë të tensionit dhe sistem kontrolli. Nuk ka mbrojtje ndaj ngopjes së induktorit në serinë L6563A.

Ashtu si L6562A, kontrollorët L6263x PFC mund të funksionojnë në një modalitet fiks jashtë kohe ( Koha e fiksuar). Për më tepër, daljet e statusit të kontrolluesit ju lejojnë të kontrolloni kontrolluesin PWM të konvertuesit DC / DC, i cili mundësohet nga pararregullatori i kontrolluesit KKM në situata emergjente (ndërprerja e reagimit, ngopja e induktorit, mbingarkesa). Nga ana tjetër, është e mundur të fikni kontrolluesin PFC nëse konverteri DC / DC funksionon me ngarkesë të ulët. Ndryshe nga seria L6562x, ka hyrje të veçanta kontrolli për kontroll fleksibël.

AN3142: Zgjidhje për projektimin e një pararregulluesi PFC të kontrolluar me kohë fikse 400 W me L6563S dhe L6563H - Kontrollues PFC 400 vat në L6563S dhe L6563H në modalitetin fiks-off-time.

AN3027: Si të dizajnoni një pararregullator PFC në modalitetin e tranzicionit me L6563S dhe L6563H - Zhvillimi i kontrolluesit TM KKM duke përdorur L6563S dhe L6563H.

AN3203: EVL250W-ATX80PL: Pllakë demonstrimi 250W ATX SMPS - Pllaka demo ATX 250W PSU.

AN3180: Një pararregullator PFC i rrymës hyrëse pa valëzim 200 W me L6563S 1 - Korrigjuesi i faktorit të fuqisë në L6563L nuk ka zhurmë të rrymës hyrëse.

AN2994: Pararregullator PFC i kontrolluar nga FOT 400 W me L6563S - Kontrollues PFC 400 vat në L6563S në modalitetin fiks të çaktivizimit.

AN3119: Pararregullator PFC në modalitetin e tranzicionit 250 W me L6563S të ri - Kontrollues PFC 250 vat në L6563S në modalitetin e tranzicionit.

AN2941: SMPS 19 V - 75 W në përputhje me kriteret më të fundit ENERGY STARR duke përdorur L6563S dhe L6566A - Furnizimi me energji komutuese 19V 75W, në përputhje me Energy Starr më të fundit.

AN3065: Pararregullator PFC në modalitetin e tranzicionit 100 W me L6563S - Kontrollues PFC 100 vat në L6563S në modalitetin e tranzicionit.

Tabelat demonstruese për L6563S / L6564 janë paraqitur në Tabelën 4.

Tabela 4. Mjetet e korrigjimit për L6563S / L6564

Emri	Pamja e jashtme	Përshkrim
EVL250W-ATX80PL		Bordi i furnizimit me energji ATX 250W
EVL6563S-250W		Pararregullator PFC 250 W i bazuar në L6563S në modalitetin TM
EVL6563S-100W		Pararregullator PFC 100 vat i bazuar në L6563S në modalitetin TM
EVL6563S-200ZRC		Korrigjuesi i faktorit të fuqisë në L6563S pa zhurmë të rrymës hyrëse (200 W)
EVL185W-LEDTV		Furnizimi me energji 185W për televizorët LED me korrigjimin e faktorit të energjisë, modalitetin e gatishmërisë bazuar në L6564, L6599A dhe VIPER27L

Për më tepër, me kërkesë të zhvilluesit, mund të ofrohen produkte softuerike për të automatizuar zhvillimin dhe llogaritjen e qarqeve në L6563S, L6564 në TM dhe në modalitetet e fiksimit.

Udhëzimet për përzgjedhjen e komponentëve
për kontrolluesin PFC

Për funksionimin e saktë të mikroqarqeve të kontrolluesve KKM, funksionimin e qëndrueshëm të pajisjes dhe përputhjen e tij me kërkesat e standardeve, është e nevojshme të zgjidhni një mënyrë të përshtatshme funksionimi.

Si rregull, për fuqi më pak se 200 W, kontrollorët L6562A / 3S / 3H / 4 PFC janë të ndezur në modalitetin TM. Për pajisjet që funksionojnë me fuqi më shumë se 200 W, përdoret mikroqarku L4981 (mënyra e tij e funksionimit është CCM). Seritë L6562A / 3S / 3H / 4 mund të përdoren gjithashtu në modalitetet Fiks-Off-Time ose Reeple-Steering.

Ndërprerësi i energjisë MOSFET dhe dioda ndreqës për seksionin e energjisë të korrigjuesit të energjisë ose furnizimit me energji mund të zgjidhen lehtësisht nga produktet STMicroelectronics.

Për pajisjet me fuqi të ulët (deri në 100 W), çelsat e energjisë të familjes SuperMesh3, për shembull, seria STx10N62K3, janë të përshtatshme. Për fuqi mesatare (100… 1000 W) - Familja MDMesh2 e serisë STx25NM50M. Dhe për burime të fuqishme që funksionojnë me fuqi më shumë se 1 kW - familja MDMesh5 e serisë STP42N65M5.

konkluzioni

Megjithë gamën relativisht të vogël të kontrolluesve KKM të ofruara për sa i përket numrit të serive, produktet STMicroelectronics, për shkak të një numri zgjidhjesh të suksesshme të qarkut dhe një shumëllojshmëri të mënyrave të mundshme të funksionimit, mbulojnë pothuajse të gjithë gamën e aplikimeve të konvertuesve të energjisë komutuese - lart / Furnizimet me energji të ulët, drejtuesit e llambave LED, korrigjuesit e faktorit të fuqisë.

Për më tepër, informacioni dhe mbështetja teknike për zhvilluesin ofrohet për të gjithë gamën e aplikacioneve - nga rekomandimet për përdorim dhe programet për llogaritjen e blloqeve dhe nyjeve deri te bordet e korrigjimit dhe demonstrimit.

Marrja e informacionit teknik, porositja e mostrave, dorëzimi - e-mail:

Rreth ST Microelectronics

Pershendetje perseri!..
Fatkeqësisht, artikulli im u vonua, tk. kishte një projekt urgjent për punë, dhe gjithashtu u shfaq vështirësi interesante kur zbatoni një korrigjues të faktorit të fuqisë ( më tej KKM). Dhe ato u shkaktuan nga sa vijon - në prodhimin tonë ne përdorim një mikroqark "me porosi" për të kontrolluar KKM, i cili për detyrat tona prodhohet nga një Austri mike veçanërisht në 1941 dhe, në përputhje me rrethanat, ne nuk mund ta gjejmë atë në shitje. Prandaj, u ngrit detyra për të ribërë këtë modul për bazën elementare të disponueshme dhe zgjedhja ime ra në mikroqarkullin e kontrolluesit PWM - L6561.
Pse pikërisht ajo? Aksesueshmëri banale, ose më mirë e gjetur në "Chip & Dip", lexova fletën e të dhënave - më pëlqeu. Kam porositur 50 copë njëherësh, sepse më lirë dhe në projektet e mia amatore tashmë kam disa detyra për të.

Tani për gjënë kryesore: në këtë artikull, unë do t'ju tregoj se si m'u kujtua pothuajse nga e para për hartimin e konvertuesve me një cikël ( do të duket, çfarë lidhje kanë ata me të?), pse ai vrau një duzinë çelësash dhe si ta shmangni atë për ju. Kjo pjesë do të tregojë teorinë dhe çfarë ndodh nëse e neglizhoni atë. Zbatimi praktik do të publikohet në pjesën tjetër, siç kam premtuar, së bashku me karikues që nga viti ato janë në thelb një modul dhe duhet të testohen së bashku.
Duke parë përpara, do të them që për pjesën tjetër kam përgatitur tashmë nja dy duzina foto dhe video, ku kujtesa ime nuk është e gjatë. "Ritrajnuar" fillimisht në makinën e saldimit dhe më pas në furnizimin me energji elektrike për "dhi"... Ata që punojnë në prodhim do të kuptojnë se çfarë lloj kafshe është dhe sa konsumon për të na mbajtur ngrohtë)))

Dhe tani për deshët tanë ...

Pse na duhet fare kjo KKM?

Gjeja kryesore telashe Një ndreqës "klasik" me kondensatorë magazinues (kjo është gjëja që konverton 220 V AC në + 308 V DC), i cili funksionon me një rrymë sinusoidale, është se vetë ky kondensator ngarkohet (merr energji nga rrjeti) vetëm në momentet kur voltazhi zbatohet për të më shumë se për veten e tij.

Mos lexoni në gjuhën njerëzore, me zemër të dobët dhe me grada shkencore

Siç e dimë, rryma elektrike refuzon plotësisht të shkojë nëse nuk ka ndryshim potencial. Drejtimi i rrjedhës së rrymës do të varet gjithashtu nga shenja e këtij ndryshimi! Nëse jeni trembur dhe keni vendosur të provoni të karikoni celularin tuaj me një tension 2V, ku bateria Li-ion është projektuar për 3.7 V, atëherë asgjë nuk do të ndodhë. Sepse Rryma do të jepet nga burimi që ka potencialin më të madh, dhe ai me potencialin më të ulët do të marrë energji.
Gjithçka është si në jetë! Ju peshoni 60 kg, dhe djali në rrugë që doli për të kërkuar të telefonojë 120 kg - është e qartë se ai do t'i shpërndajë pidhitë dhe ju do t'i merrni. Pra, edhe këtu - një bateri me 60 kg 2V nuk do të jetë në gjendje të furnizojë baterinë me rrymë nga 120 kg 3.7V. Me një kondensator në të njëjtën mënyrë, nëse ka + 310 V dhe aplikoni + 200 V në të, atëherë ai do të refuzojë të marrë rrymë dhe nuk do të ngarkohet.

Vlen gjithashtu të theksohet se bazuar në "rregullin" e përshkruar më sipër, koha e caktuar për kondensatorin për karikim do të jetë shumë e vogël. Rryma jonë ndryshon sipas një ligji sinusoidal, që do të thotë voltazhi i kërkuar do të jetë vetëm në majat e sinusoidit! Por kondensatori duhet të funksionojë, kështu që nervozohet dhe përpiqet të ngarkohet. Ai i njeh ligjet e fizikës, ndryshe nga disa, dhe "e kupton" se koha është e shkurtër dhe për këtë arsye fillon pikërisht në këto momente, kur tensioni është në kulmin e tij, të konsumojë vetëm një rrymë të madhe. Në fund të fundit, duhet të jetë e mjaftueshme për të përdorur pajisjen deri në kulmin tjetër.

Pak për këto "maja":

Figura 1 - Majat në të cilat ngarkohet kondensatori

Siç mund ta shohim, një pjesë e periudhës në të cilën EMF merr një vlerë të mjaftueshme për ngarkimin (figurativisht 280-310 V) është rreth 10% e periudhës totale në rrjetin AC. Rezulton se në vend që të marrim vazhdimisht energji nga rrjeti pa probleme, ne e nxjerrim atë vetëm në episode të vogla, duke "mbingarkuar" rrjetin. Me një fuqi prej 1 kW dhe një ngarkesë induktive, rryma në kohën e "majave" të tilla mund të arrijë në heshtje vlerat në 60-80 A.

Prandaj, detyra jonë zbret në sigurimin e një nxjerrjeje të barabartë të energjisë nga rrjeti, në mënyrë që të mos mbingarkojmë rrjetin! Është KKM ajo që do të na lejojë ta zbatojmë këtë detyrë në praktikë.

Kush është ky KKM juaj?

Korrigjues i fuqisë- Ky është një konvertues i zakonshëm i tensionit në rritje, më së shpeshti është me një skaj. Sepse ne përdorim modulimin PWM, atëherë në momentin e çelësit të hapur tensioni në kondensator është konstant. Nëse stabilizojmë tensionin e daljes, atëherë rryma e marrë nga rrjeti është proporcionale me tensionin e hyrjes, domethënë, ajo ndryshon pa probleme sipas një ligji sinusoidal pa majat dhe rritjet e konsumit të përshkruar më parë.

Qarku i KKM-së sonë

Pastaj vendosa të mos ndryshoja parimet e mia dhe gjithashtu u mbështeta në fletën e të dhënave të kontrolluesit që zgjodha - L6561... Inxhinierët e kompanisë STMikroelektronikë kanë bërë tashmë gjithçka për mua, dhe më konkretisht, ai ka zhvilluar tashmë qarkun ideal për produktin e tij.
Po, unë mund të numëroj gjithçka nga e para dhe të kaloj një ose dy ditë në këtë biznes, domethënë të gjitha fundjavat e mia tashmë të rralla, por pyetja është pse? Për t'i vërtetuar vetes se mundem, kjo fazë, për fat të mirë, ka kaluar prej kohësh)) Këtu më kujtohet një anekdotë me mjekër për zonën e topave të kuq, ata thonë se një matematikan zbaton një formulë dhe një inxhinier nxjerr një tryezë me një sipërfaqe me topa të kuq ... Kështu është në këtë rast.

Unë ju këshilloj që menjëherë t'i kushtoni vëmendje faktit që qarku në fletën e të dhënave është projektuar për 120 W, që do të thotë se ne duhet përshtaten me 3 kW tonë dhe streset e tepruara të punës.

Tani një dokumentacion i vogël për atë të përshkruar më sipër:
Fleta e të dhënave për L6561

Nëse shikojmë faqen 6, do të shohim disa diagrame, ne jemi të interesuar për një diagram me një nënshkrim Rrjeti me rreze të gjerëçfarë do të thotë Basurmansky "Për funksionimin në një gamë të gjerë të tensionit të furnizimit" ... Ishte kjo "modalitet" që kisha parasysh kur fola për tensionet e tepruara. Pajisja konsiderohet universale, domethënë mund të funksionojë nga çdo rrjet standard (për shembull, në gjendje 110 V) me një gamë tensioni prej 85 - 265 V.

Kjo zgjidhje na lejon të sigurojmë UPS-in tonë me një funksion stabilizues të tensionit! Për shumë njerëz, një gamë e tillë do të duket e tepërt dhe më pas ata mund të kryejnë këtë modul, duke marrë parasysh tensionin e furnizimit prej 220V + - 15%. Kjo konsiderohet normë, dhe 90% e pajisjeve në kategorinë e çmimeve deri në 40 mijë rubla përgjithësisht nuk kanë KKM, dhe 10% e përdorin atë vetëm me llogaritjen e devijimeve prej jo më shumë se 15%. Kjo padyshim ju lejon të ulni disi koston dhe dimensionet, por nëse nuk e keni harruar ende, atëherë ne po bëjmë një pajisje që është e detyruar të konkurrojë me ARS!

Prandaj, për veten time, vendosa të zgjedh opsionin më të saktë dhe të bëj një rezervuar jo të vritshëm që mund të tërhiqet edhe në vend, ku ka një makinë saldimi 100V ose një pompë në pus në rrjet:


Figura 2 - Dizajni standard i qarkut i propozuar nga ST

Përshtatja e qarkut standard për detyrat tona

a) Kur shikoj këtë diagram nga LH, gjëja e parë që më vjen në mendje është është e nevojshme të shtoni një filtër të modalitetit të përbashkët! Dhe kjo është e saktë, pasi me fuqi të lartë, ata do të "çmendin" elektronikën. Për rrymat prej 15 A dhe më shumë, do të ketë një pamje më të komplikuar sesa shumë janë mësuar të shohin në të njëjtat furnizime me energji kompjuteri, ku ka vetëm 500-600 vat. Prandaj, ky rishikim do të jetë një artikull më vete.

B) Ne shohim kondensatorin C1, ju mund të merrni një formulë të ndërlikuar dhe të llogarisni kapacitetin e kërkuar, dhe unë këshilloj ata që duan të thellohen në këtë, duke kujtuar në një kurs inxhinierinë elektrike të vitit të 2-të nga çdo politeknik. Por unë nuk do ta bëj këtë, sepse sipas vëzhgimeve të mia nga llogaritjet e vjetra, mbaj mend që deri në 10 kW ky kapacitet rritet pothuajse në mënyrë lineare në lidhje me rritjen e fuqisë. Kjo do të thotë, duke marrë parasysh 1 μF për 100 W, marrim se për 3000 W na duhen 30 μF. Ky kontejner rekrutohet lehtësisht nga 7 Kondensatorë filmi prej 4,7 μF dhe 400 V secili. Edhe pak me diferencë, sepse kapaciteti i një kondensatori varet shumë nga tensioni i aplikuar.

C) Na duhet një tranzistor serioz i fuqisë, sepse rryma e konsumuar nga rrjeti do të llogaritet si më poshtë:


Figura 3 - Llogaritja e rrymës nominale për PFC

Ne kemi 41,83 A... Tani e pranojmë sinqerisht se nuk do të jemi në gjendje të mbajmë temperaturën e kristalit të tranzitorit në rajonin 20-25 ° C. Përkundrazi, ne mund të mposhtim, por do të jetë e shtrenjtë për një fuqi të tillë. Pas 750 kW, kostoja e ftohjes me freon ose oksigjen të lëngshëm është gërryer, por deri më tani kjo është larg prej saj))) Prandaj, ne duhet të gjejmë një transistor që mund të sigurojë 45-50A në një temperaturë prej 55-60 ° C.

Duke pasur parasysh që ka induktivitet në qark, atëherë do të preferoja IGBT transistor, për më këmbëngulësit. Rryma kufizuese duhet të zgjidhet për kërkimin së pari rreth 100A, sepse kjo është një rrymë në 25 ° C, me një rritje të temperaturës, rryma kufizuese e kalimit të tranzistorit zvogëlohet.

Pak për Cree FET

Unë fjalë për fjalë mora në 9 janar një pako nga Shtetet nga miku im me një tufë tranzistorë të ndryshëm për një provë, kjo mrekulli quhet - CREE FET... Nuk do të them që kjo është një mega teknologji e re, në fakt, transistorët me bazë karabit silikoni u bënë në vitet '80, ata thjesht sollën në mendje pse vetëm tani. Si materialist fillestar dhe kompozitor në përgjithësi, jam skrupuloz për këtë industri, ndaj kam qenë shumë i interesuar për këtë produkt, veçanërisht pasi 1200V ishte deklaruar në dhjetëra e qindra amper. Nuk mund t'i bleja në Rusi, kështu që iu drejtova ish-shokut tim të klasës dhe ai me dashamirësi më dërgoi një tufë mostrash dhe një tabelë testimi me përpara.
Mund të them një gjë - ishin fishekzjarrët e mia më të dashura!
8 çelësa u qitën aq shumë sa u mërzita për një kohë të gjatë ... Në fakt, 1200V është një shifër teorike për teknologjinë, 65A e deklaruar doli të ishte vetëm një rrymë impulsi, megjithëse dokumentacioni thoshte qartë normën nominale. Me sa duket ka pasur një "rrymë të vlerësuar të impulsit" pus, ose çfarëdo tjetër që vijnë kinezët. Në përgjithësi, është ende marrëzi, por ka një POR!
Kur vazhdova CMF10120D një korrigjues për 300 W, doli që në të njëjtin radiator dhe qark kishte një temperaturë prej 32 ° C kundrejt 43 për një IGBT, dhe kjo është shumë domethënëse!
Përfundim për CREE: teknologjia është e lagësht, por është premtuese dhe patjetër do të jetë.

Si rezultat, duke parë katalogët nga ekspozitat që vizitova (një gjë e dobishme meqë ra fjala, ala kërkimi parametrik), zgjodha dy çelësa, ata u bënë - IRG7PH50 dhe IRGPS60B120... Të dy janë në 1200V, të dy në 100 + A, por pas hapjes së fletës së të dhënave, çelësi i parë u eliminua menjëherë - ai është i aftë të kalojë një rrymë prej 100A vetëm në një frekuencë prej 1 kHz, për detyrën tonë është katastrofike. Ndërprerësi i dytë është në 120A dhe një frekuencë prej 40 kHz, e cila është mjaft e përshtatshme. Shikoni fletën e të dhënave në lidhjen më poshtë dhe kërkoni një grafik me varësinë e rrymës nga temperatura:

Figura 4.1 - Grafikoni me varësinë e rrymës maksimale nga frekuenca e kalimit për IRG7PH50, le t'ia lëmë konvertuesit të frekuencës

Figura 4.2 - Grafiku me rrymën e funksionimit në një temperaturë të caktuar për IRGPS60B120

Këtu vëzhgojmë shifrat e dashura që na tregojnë se në 125 ° C si tranzistori ashtu edhe dioda do të mposhtin me qetësi rrymat prej pak më shumë se 60A, ndërsa ne do të jemi në gjendje të zbatojmë konvertimin në një frekuencë prej 25 kHz pa asnjë problem. dhe kufizimet.

D) Dioda D1, duhet të zgjedhim një diodë me një tension operativ prej të paktën 600 V dhe një rrymë të vlerësuar për ngarkesën tonë, d.m.th. 45A. Vendosa të përdor ato dioda që kisha në dorë (jo shumë kohë më parë i bleva për zhvillimin e një saldatori nën "urën e zhdrejtë") kjo është - VS-60EPF12... Siç mund ta shihni nga shënimi, është në 60A dhe 1200V. Vë bast gjithçka me një diferencë, tk. Ky prototip është bërë për veten time dhe ndihem shumë më i qetë.
Në fakt mund të vendosni një diodë për 50-60A dhe 600V, por nuk ka çmim midis versionit 600 dhe 1200V.

E) Kondensatori C5, gjithçka është e njëjtë si në rastin e C1 - mjafton të rritet vlera nominale nga fleta e të dhënave në përpjesëtim me fuqinë. Vetëm mbani në mend se nëse po planifikoni një ngarkesë të fuqishme induktive ose një dinamike me rritje të shpejtë të fuqisë (ala një amplifikator koncerti 2 kW), atëherë është më mirë të mos kurseni në këtë pikë.
Unë do të vendos në versionin tim 10 elektrolite 330 μF dhe 450 V secili, nëse planifikoni të fuqizoni disa kompjuterë, ruterë dhe gjëra të tjera të vogla, atëherë mund të kufizoni veten në 4 elektrolite prej 330 uF dhe 450 V secili.

E) R6 - është një shant aktual, do të na shpëtojë nga duart e shtrembër dhe gabimet aksidentale, gjithashtu mbron qarkun nga qarku i shkurtër dhe mbingarkesa. Gjëja është padyshim e dobishme, por nëse veprojmë si inxhinierë nga ST, atëherë në rrymat prej 40A do të marrim një kazan të zakonshëm. Ekzistojnë 2 opsione: një transformator aktual ose një shant fabrike me një rënie prej 75mV + op amp ala LM358.
Opsioni i parë është më i thjeshtë dhe siguron një izolim galvanik të kësaj nyje qarku. Si të llogarisni transformatorin aktual që dhashë në artikullin e mëparshëm, është e rëndësishme të mbani mend këtë mbrojtja do të funksionojë kur voltazhi në këmbën 4 rritet në 2.5 V (në realitet, deri në 2.34 V).
Duke ditur këtë tension dhe rrymë të qarkut, duke përdorur formulat nga pjesa 5 ju lehtë mund të llogarisni transformatorin aktual.

G) Dhe pika e fundit është mbytja e fuqisë. Rreth tij më poshtë.

Mbytja e fuqisë dhe llogaritja e saj

Nëse dikush i ka lexuar me kujdes artikujt e mi dhe ai ka një kujtesë të shkëlqyer, atëherë ai duhet të mbajë mend artikulli 2 dhe fotografia nr. 5, mbi të mund të shihni 3 elementë të bobinave që përdorim ne. Unë do t'ju tregoj përsëri:

Figura 5 - Kornizat dhe bërthama për produktet e mbështjelljes së energjisë

Në këtë modul do të përdorim sërish unazat tona të preferuara toroidale të bëra prej hekuri të pluhurosur, por këtë herë jo një, por 10 njëherësh! si dëshironi? 3 kW nuk është një artizanat kinez ...

Kemi të dhënat fillestare:
1) Rryma - 45A + 30-40% për amplituda në mbytje, gjithsej 58.5A
2) Tensioni i daljes 390-400V
3) Tensioni i hyrjes 85-265V AC
4) Bërthama - material -52, D46
5) Pastrimi - shpërndahet

Figura 6 - Dhe përsëri i dashur Starchok51 na kursen kohë dhe e konsideron atë një program CaclPFC

Unë mendoj se llogaritja u tregoi të gjithëve se sa serioze do të ishte)) 4 unaza, një radiator, një urë diodë dhe një IGBT - tmerr!
Rregullat e dredha-dredha mund të zbriten në artikullin "Pjesa 2". Dredha-dredha dytësore në unaza është plagosur në një sasi - 1 kthesë.

Totali i mbytjes:

1) siç mund ta shihni, numri i unazave është tashmë 10 copë! Kjo është e shtrenjtë, çdo unazë kushton rreth 140 r, por çfarë do të marrim në këmbim në paragrafët e mëposhtëm
2) temperatura e punës është 60-70 ° C - kjo është absolutisht ideale, sepse shumë e vendosin temperaturën e punës në 125 ° C. Ne vendosëm 85 ° C në objektet tona të prodhimit. Pse është bërë kjo - për një gjumë të qetë, largohem me qetësi nga shtëpia për një javë dhe e di që asgjë nuk do të ndizet tek unë, dhe gjithçka është e akullt. Unë mendoj se çmimi për këtë në 1500r nuk është aq vdekjeprurës, apo jo?
3) Vendosa densitetin e rrymës në një 4 A / mm 2 të pakët, kjo do të ndikojë si në nxehtësinë ashtu edhe në izolimin dhe, në përputhje me rrethanat, besueshmërinë.
4) Siç mund ta shihni, sipas llogaritjes, kapaciteti pas mbytjes rekomandohet për pothuajse 3000 uF, kështu që zgjedhja ime me 10 elektrolite prej 330 uF përshtatet në mënyrë të përkryer këtu. Kapaciteti i kondensatorit C1 doli të jetë 15 μF, ne kemi një diferencë të dyfishtë - mund ta zvogëloni në 4 kondensatorë filmi, mund të lini 7 copë dhe do të jetë më mirë.

E rëndësishme! Numri i unazave në mbytjen kryesore mund të reduktohet në 4-5, duke rritur njëkohësisht densitetin e rrymës në 7-8 A / mm 2. Kjo do t'ju lejojë të kurseni shumë, por amplituda aktuale do të rritet pak, dhe më e rëndësishmja, temperatura do të rritet në të paktën 135 ° C. ...

Çfarë mund të them - një përbindësh po rritet këtu)))

Filtri i modalitetit të përbashkët

Për të kuptuar ndryshimin midis qarqeve për një filtër të caktuar për rrymat prej 3A (PSU kompjuteri i përmendur më lart) dhe për rrymat prej 20A, mund të krahasoni skemën nga Google në ATX me sa vijon:


Figura 7 - Diagrami skematik i një filtri të zhurmës së modalitetit të zakonshëm

Disa karakteristika:

1) C29 është një kondensator për filtrimin e ndërhyrjeve elektromagnetike, është shënuar "X1"... Vlera e saj nominale duhet të jetë në intervalin 0,001 - 0,5 mF.

2) Mbytja është plagosur në bërthamë E42 / 21/20.

3) Dy mbytje në unazat DR7 dhe DR9 janë mbështjellë në çdo bërthamë spërkatës dhe me një diametër prej më shumë se 20 mm. E mbështjella në të njëjtin D46 nga materiali -52 derisa u mbush në 2 shtresa. Praktikisht nuk ka zhurmë në rrjet edhe me fuqinë nominale, por kjo është në të vërtetë e tepërt edhe në kuptimin tim.

4) Kondensatorët C28 dhe C31 në 0,047 μF dhe 1 kV dhe duhet të jenë të një klase "Y2".

Duke llogaritur induktivitetin e mbytjeve:

1) Induktiviteti i induktorit të modalitetit të përbashkët duhet të jetë 3.2-3.5 mH

2) Induktanca për mbytjet diferenciale llogaritet duke përdorur formulën:


Figura 8 - Llogaritja e induktivitetit të mbytjeve diferenciale pa bashkim magnetik

Epilogu

Duke përdorur përvojën kompetente dhe profesionale të inxhinierëve ST, unë munda të prodhoja, nëse jo ideale, atëherë thjesht të shkëlqyera korrigjues i faktorit të fuqisë aktive me parametra më të mirë se çdo Schneider. E vetmja gjë që duhet të mbani mend patjetër është se sa keni nevojë për të? Dhe bazuar në këtë, rregulloni parametrat për veten tuaj.

Qëllimi im në këtë artikull ishte thjesht të tregoja procesin e llogaritjes me mundësinë e korrigjimit të të dhënave fillestare, në mënyrë që të gjithë, pasi kishin vendosur për parametrat për detyrat e tyre, të kishin llogaritur dhe bërë vetë modulin. Shpresoj se kam qenë në gjendje ta tregoj këtë dhe në artikullin tjetër do të demonstroj funksionimin e përbashkët të KKM dhe karikuesit nga pjesa 5.

V. Dyakonov, A. Remnev, V. Smerdov

Kohët e fundit, në tregun e pajisjeve elektronike radio shtëpiake dhe zyre (CEA), shfaqen gjithnjë e më shumë pajisje, burimet e energjisë së të cilave përfshijnë njësi të reja - korrigjuesit e fuqisë (KM). Artikulli trajton përdorimin e CM, parimin e funksionimit, diagnostikimin dhe riparimin e tyre.

Shumica e furnizimeve moderne të energjisë për pajisjet elektronike janë ndërrimi i furnizimit dytësor me energji elektrike me një ndreqës urë pa transformator dhe një filtër kapacitiv. Së bashku me avantazhet (efikasitet të lartë, peshë dhe dimensione të mira), ato kanë një faktor fuqie relativisht të ulët (0,5 ... 0,7) dhe një nivel të rritur të harmonikëve të rrymës së konsumuar nga rrjeti (> 30%). Forma e rrymës së konsumuar nga burime të tilla është treguar në Fig. 1 me vija të forta.

Forma jo sinusoidale e rrymës çon në shfaqjen e ndërhyrjeve elektromagnetike, bllokimin e rrjetit AC dhe dështimin e një pajisjeje tjetër elektronike.

Furnizimet me energji elektrike të përshkruara më sipër, duke qenë konsumatorë njëfazor, me një numër të madh pajisjesh elektronike dhe lidhja e tyre joracionale me një rrjet furnizimi trefazor, mund të shkaktojnë çekuilibër fazor. Në këtë rast, një pjesë e pajisjeve elektronike do të funksionojë me një tension të rritur, dhe tjetri me një tension të reduktuar, i cili është gjithmonë i padëshirueshëm. Për të eliminuar çekuilibrin e fazës, një tel neutral zakonisht futet në një rrjet trefazor, i cili barazon tensionin në të gjitha fazat. Sidoqoftë, me një natyrë pulsuese të rrymës së konsumuar dhe një numër të madh të përbërësve të saj harmonikë, mbingarkesa e telit neutral është e mundur. Kjo është për shkak të faktit se seksioni kryq i tij është zakonisht 2 ... 2.5 herë më pak se ai i telave fazor. Për arsye sigurie, mos e mbroni këtë tel me siguresa ose ndërprerës. Natyrisht, në kushte të pafavorshme, tela neutrale mund të digjet dhe, si pasojë, shfaqja e çekuilibrit të fazës.

Në këtë drejtim, kërkesat për përputhshmërinë elektromagnetike të burimeve të pulsit sekondar me rrjetin po bëhen gjithnjë e më të rrepta dhe niveli i harmonikëve më të lartë të rrymës së konsumuar nga rrjeti për të gjithë konsumatorët njëfazor është ndjeshëm i kufizuar. Aktualisht, standardet e reja evropiane kërkojnë një përmirësim në formën e rrymës që konsumohet vetëm në fuqitë e konsumatorit mbi 200 W, dhe në të ardhmen e afërt këto kërkesa do të prezantohen për konsumatorët me fuqi deri në 50 ... 70 W.

Aktualisht, përdoret korrigjimi pasiv dhe aktiv i formës së rrymës së konsumuar.

Qarqet e korrigjimit pasiv, të përbërë nga induktorë dhe kondensatorë, sigurojnë një faktor fuqie që tregon ndryshimin në formën e rrymës së konsumuar nga sinusoidi (jo më keq 0,9 ... 0,95). Me thjeshtësi dhe besueshmëri konstruktive, qarqet e korrigjimit pasiv kanë dimensione relativisht të mëdha dhe janë të ndjeshme ndaj ndryshimeve në frekuencën e tensionit të furnizimit dhe madhësisë së rrymës së ngarkesës.

Më premtues është përdorimi i CM-ve aktive, të cilat formojnë një konsum të rrymës sinusoidale në hyrjen e një furnizimi me energji komutuese, e cila përkon në fazë dhe frekuencë me tensionin e furnizimit. CM të tilla kanë dimensione të vogla për shkak të punës me frekuenca konvertimi prej disa dhjetëra kilohertz dhe sigurojnë një faktor fuqie prej 0,95 ... 0,99.

Është e mundur të formohet një rrymë sinusoidale në hyrjen e një ndreqësi të urës së një furnizimi me energji komutuese duke përdorur një nga qarqet e konvertuesit DC-në-DC duke përdorur parimin e ndjekjes së modulimit të gjerësisë së pulsit me frekuencë të lartë (PWM). Në këtë rast, më shpesh përdoren konvertuesit e rritjes, të cilët kanë përparësitë e mëposhtme:
... tranzistori i fuqisë ka një lidhje burimi me një tel të përbashkët, i cili lehtëson ndërtimin e qarkut të tij të kontrollit;
... voltazhi maksimal në transistor është i barabartë me tensionin e daljes;
... prania e një induktiviteti të lidhur në seri me ngarkesën siguron filtrimin e komponentëve me frekuencë të lartë.

Konsideroni parimin e funksionimit të një CM aktive, të zbatuar në një konvertues përforcues me një PWM gjurmuese (Fig. 2).

Së pari, merrni parasysh funksionimin e qarkut CM pa nyjet e shumëzimit (PA) dhe një sensor të tensionit të ngarkesës (DNV), roli i të cilit përshkruhet më poshtë. Tensioni i referencës së formës sinusoidale, i marrë nga sensori i tensionit të korrigjuar (DVN), furnizohet në një nga hyrjet e qarkut të kontrollit (CS) nga një ndërprerës energjie i instaluar në transistorin MOS VT. Hyrja e dytë e sistemit të kontrollit merr një sinjal proporcional me rrymën kryesore. Ndërsa voltazhi nga DVN është më i madh se voltazhi i gjeneruar nga sensori i rrymës (DT), transistori është i hapur dhe energjia grumbullohet në induktivitet (Fig. 3 a). Dioda VD mbyllet në këtë interval (Ti).

Kur sinjalet që vijnë në sistemin e kontrollit janë të barabarta, çelësi mbyllet dhe energjia e grumbulluar në induktivitet transferohet në ngarkesë. Pasi rryma në induktivitet të bjerë në zero gjatë kohës tP, transistori ndizet përsëri. Frekuenca e kalimit të tranzistorit është shumë herë më e lartë se frekuenca e rrjetit të furnizimit, gjë që bën të mundur zvogëlimin e ndjeshëm të madhësisë së induktivitetit. Në këtë rast, për një gjysmë periudhe të tensionit të rrjetit, mbështjellja e vlerave të amplitudës së rrymës së induktivitetit (Fig. 3 b) ndryshon sipas një ligji sinusoidal. Vlera mesatare aktuale ndryshon në të njëjtën mënyrë. Si rezultat, rryma e konsumuar është sinusoidale dhe në fazë me tensionin e furnizimit.

Megjithatë, madhësia e tensionit në të gjithë ngarkesën varet shumë nga ndryshimet në tensionin e hyrjes dhe rrymën e ngarkesës. Për të stabilizuar tensionin e ngarkesës, një lak reagimi për këtë tension futet gjithashtu në sistemin e kontrollit. Mundësia e marrjes së një forme sinusoidale të rrymës së konsumuar me stabilizim të njëkohshëm të tensionit të ngarkesës realizohet duke përdorur shumëzimin analog (nyjen PA) të sinjaleve që vijnë nga DVN dhe nga DNV.
Sinjali shtesë i marrë në këtë mënyrë në këtë rast bëhet tension referues për sistemin e kontrollit.

Parimi i konsideruar i kontrollit CM përdoret në fuqi ngarkese deri në 300 W. Në fuqi të larta, është e nevojshme të formohet një kurbë më e butë e ndryshimeve në rrymën e konsumuar. Kjo mund të bëhet kur rryma në induktor nuk bie në zero (Fig. 3 c dhe 3d). Nëse në një CM me fuqi relativisht të ulët transistori hyn në punë kur rryma e induktivitetit arrin zero, atëherë në CM të fuqishme - në një vlerë të caktuar të kësaj rryme.

Le të shqyrtojmë punën e CM duke përdorur shembullin e një qarku praktik të paraqitur në Fig. 4. Qarku i kontrollit zbatohet në një mikroqark të specializuar L6560, bllok diagrami i të cilit është paraqitur në Fig. 5,

Dhe qëllimi i përfundimeve është në tabelë. një.

Tensioni i DVN, i formuar nga ndarësi rezistent R1 R2, futet në kunj. 3 mikroqarqe L6560. Kondensatori C1 në daljen e ndreqësit vepron si një filtër me frekuencë të lartë, dhe jo si një kondensator zbutës, si në qarqet tradicionale. Prandaj, vlera e tij nuk i kalon qindra nanofarada - njësi mikrofarad me fuqi ngarkese prej 100 ... 200 W. Filtrim shtesë i ndërhyrjes RF në pin. 3 kryhet nga një kondensator C2.
Rezistenca R5 vepron si një sensor kryesor i rrymës, voltazhi i të cilit futet në kunj përmes filtrit me frekuencë të lartë R4 C4. 4 mikroqarqe. Ndërprerësi i energjisë kontrollohet nga një sinjal i marrë nga kunja. 7. Duke marrë parasysh veçoritë e funksionimit të çelësave KM (një gamë e madhe dinamike e vlerave të amplitudës së rrymës), transistorët MIS përdoren më shpesh si to. Në frekuenca të larta të konvertimit tipike për CM, këta transistorë kanë humbje të ulëta dinamike dhe kontrollohen lehtësisht drejtpërdrejt nga mikroqarqet. Për të zvogëluar gjasat e ngacmimit të qarkut, një rezistencë me rezistencë të ulët futet në qarkun e portës së transistorit MIS.

Sinjali i reagimit të tensionit të daljes hiqet nga ndarësi rezistent R6 R7 dhe futet në kunj. 1. Për të reduktuar ndikimin e zhurmës së impulsit që lind në qarkun e daljes, midis kunjit. 1 dhe 2 të mikroqarkut përfshin një kondensator integrues C3, kapaciteti i të cilit është qindra nanofaradë.

Kur CM lidhet me rrjetin në momentin e parë, mikroqarku furnizohet me energji përmes rezistencës R3. Sapo CM të hyjë në modalitetin e funksionimit, nga mbështjellja shtesë e induktorit L hiqet një tension, i cili, nga njëra anë, përdoret si tensioni i furnizimit të mikroqarkut, dhe nga ana tjetër, është një sinjal për përcaktimin rryma e induktivitetit zero.

Në daljen e CM, një kondensator filtri C5 është domosdoshmërisht i pranishëm, pasi energjia transmetohet në ngarkesë në pulse. Kapaciteti i këtij kondensatori, si rregull, përcaktohet në shkallën 1.5 ... 2 μF për 1 W fuqi në ngarkesë.

Kohët e fundit, kompanitë kryesore kanë prodhuar një numër të madh të qarqeve të integruara për sistemet e kontrollit të korrigjuesve të energjisë. Një numër i tillë i mikroqarqeve shoqërohet me funksione shtesë që ata janë në gjendje të kryejnë, megjithëse parimi i ndërtimit të CM në këto mikroqarqe është praktikisht i njëjtë. Karakteristikat shtesë përfshijnë:
... mbrojtje nga mbitensioni gjatë proceseve kalimtare;
... mbrojtje kundër lëshimeve të përsëritura;
... mbrojtje kundër dëmtimit kur filloni me një ngarkesë të mbyllur;
... përmirësimi i përbërjes harmonike në kryqëzimin zero të tensionit të rrjetit;
... bllokimi i nëntensionit;
... mbrojtje kundër rritjeve aksidentale të tensionit të hyrjes.

Korrigjuesi i energjisë, si rregull, nuk është një pajisje e pavarur, por është pjesë e furnizimit me energji elektrike. Për të marrë nivelet dhe polaritetet e kërkuara të tensioneve të daljes, këto furnizime me energji përmbajnë konvertues. Në këtë drejtim, zhvilluesit e mikroqarqeve shpesh kombinojnë dy kaskada të qarqeve të kontrollit në një rast: për vetë CM, dhe gjithashtu për konvertuesin e tensionit.

Tabela 2 tregon parametrat kryesorë të mikroqarqeve të kontrollit të kompanive të ndryshme, të destinuara për furnizimin me energji elektrike të ndërrimit sekondar me korrigjim të energjisë.

Kriteri kryesor për funksionimin e CM është niveli i tensionit në dalje. Me një tension alternativ të rrjetit të furnizimit prej 220 V, voltazhi i daljes së KM është konstant dhe duhet të jetë 340.360 V. Nëse tensioni është më i vogël se 300 V, atëherë kjo tregon një mosfunksionim. Nevojitet një oshiloskop për të kontrolluar më tej CM. Me ndihmën e tij, oshilogramet kontrollohen në nyjet karakteristike të CM me një ngarkesë nominale, e cila mund të jetë një rezistencë ekuivalente.

Tensioni në portën e tranzistorit. Me një mikroqark pune, voltazhi i tij i daljes është impulse drejtkëndëshe me frekuencë të lartë, shumë më e lartë se frekuenca e rrjetit. Me një tranzistor MIS që funksionon, ndryshimi në tension në daljen e mikrocirkut dhe portës së tranzitorit është praktikisht zero. Nëse porta e tranzistorit prishet, shfaqet një ndryshim në këto tensione prej disa volt.

Tensioni në burimin e tranzistorit, i cili është tensioni i marrë nga sensori aktual. Gjatë funksionimit normal të CM, forma e valës së tensionit duhet të jetë e ngjashme me formën e valës së rrymës kryesore të paraqitur në Fig. 3. Dallimi do të tregojë një mosfunksionim të mundshëm të transistorit MIS. Diagnostifikimi i keqfunksionimeve të tyre është i detajuar në.

Tensioni në DVN. Forma e këtij tensioni është një sinusoid i korrigjuar. Me një ndreqës që funksionon normalisht, ndarësi rezistent mund të mos funksionojë.

Për të testuar vetë mikroqarkun, kërkohet një burim shtesë i tensionit konstant me rregullim të tensionit nga 3 në 15 V. Ky tension furnizohet në hyrjet e qarkut të energjisë së mikroqarkut kur KM shkëputet nga rrjeti. Kur ndryshon voltazhi i burimit të rregulluar, monitorohet tensioni i daljes së mikroqarkut. Për sa kohë që tensioni i furnizimit është më i vogël se 12..13 V, voltazhi i daljes është zero. Me një tension më të lartë në daljen e mikroqarkut, shfaqet një sinjal dalës me një nivel që monitoron tensionin e furnizimit. Kur tensioni i furnizimit bie nën 7 V, ky sinjal dalës bie papritur në zero. Në mungesë të një modeli të tillë, ka shumë të ngjarë që mikroqarku të jetë i gabuar.

Letërsia
1. Bachurin V.V., Dyakonov V.P., Remnev A.M., Smerdov V.Yu. Qarku i pajisjeve të bazuara në transistorë të fuqishëm me efekt në terren. Drejtoria. M .: Radio dhe komunikim, 1994.
2. V. Dyakonov, A. Remnev, V. Smerdov. Karakteristikat e riparimit të njësive të pajisjeve radio elektronike në transistorët MIS. Repair & Service, 1999, Nr. 11, f. 57-60.
[email i mbrojtur]

Përfshirja e ngarkesave jolineare në rrjetin AC, për shembull, llambat me llamba të shkarkimit të gazit, motorët elektrikë të kontrolluar, furnizimet me energji komutuese çon në faktin se rryma e konsumuar nga këto pajisje ka një karakter pulsues me një përqindje të madhe të lartë. harmonike. Për shkak të kësaj, problemet EMC mund të lindin kur përdorni pajisje të ndryshme. Ajo gjithashtu çon në një ulje të fuqisë aktive të rrjetit.

Për të parandaluar efekte të tilla negative në rrjetet e furnizimit me energji elektrike në Evropë dhe SHBA, standardi IEC IEC 1000-3-2, i cili përcakton normat për komponentët harmonikë të konsumit aktual dhe faktorin e fuqisë për sistemet e furnizimit me energji me fuqi më shumë se 50 W dhe të gjitha llojet e pajisjeve të ndriçimit. Duke filluar nga vitet '80 të shekullit të kaluar e deri në ditët e sotme, këto standarde janë shtrënguar vazhdimisht, gjë që ka shkaktuar nevojën për masa të veçanta dhe i ka shtyrë zhvilluesit e pajisjeve të zhvillojnë opsione të ndryshme për skemat që ofrojnë një rritje të faktorit të fuqisë.

Duke filluar nga vitet '80 të shekullit të kaluar, në vendet e lartpërmendura, mikroqarqet filluan të zhvillohen dhe përdoren në mënyrë aktive, mbi bazën e të cilave mund të krijohen lehtësisht korrigjuesit e thjeshtë të faktorit të fuqisë për ndreqës dhe çakëll elektronik.

Në Bashkimin Sovjetik, dhe më vonë në Federatën Ruse, nuk u vendosën kufizime të tilla për konsumatorët e energjisë elektrike. Për këtë arsye, përmirësimi i faktorit të fuqisë ka marrë pak vëmendje në literaturën teknike. Vitet e fundit, situata ka ndryshuar disi, kryesisht për shkak të disponueshmërisë së komponentëve elektronikë të importuar, përdorimi i të cilave bën të mundur krijimin e qarqeve korrigjuese aktive që janë të besueshme në funksionim dhe të lira në kosto.

Fuqia e shtrembërimit dhe faktori i përgjithësuar i fuqisë

Ndikimi negativ në rrjetin e furnizimit përcaktohet nga dy komponentë: shtrembërimi i formës aktuale të rrjetit të furnizimit dhe konsumi i energjisë reaktive. Shkalla e ndikimit të konsumatorit në rrjetin e furnizimit varet nga fuqia e tij.

Shtrembërimi i formës së rrymës është për shkak të faktit se rryma në hyrje të konvertuesit të valvulës është jo sinusoidale (Figura 1). Rrymat jo sinusoidale krijojnë rënie të tensionit jo-sinusoidal në rezistencën e brendshme të rrjetit të furnizimit, duke shkaktuar shtrembërim të formës së tensionit të furnizimit. Tensionet e rrjetit jo-sinusoidal zbërthehen në një seri Fourier në komponentë sinusoidalë tekë të harmonikave më të larta. E para është kryesore (ajo që duhet të jetë në mënyrë ideale), e treta, e pesta, etj. Harmonikët më të lartë kanë një efekt jashtëzakonisht negativ në shumë konsumatorë, duke i detyruar ata të përdorin masa speciale (shpesh shumë të shtrenjta) për t'i neutralizuar ato.

Oriz. një.

Konsumi i fuqisë reaktive çon në një vonesë të rrymës nga voltazhi me një kënd (Figura 2). Fuqia reaktive konsumohet nga ndreqësit që përdorin tiristorë me një funksionim të vetëm, të cilët vonojnë momentin e ndezjes në lidhje me pikën e ndërrimit natyror, gjë që bën që rryma të mbetet prapa tensionit. Por edhe më shumë fuqi reaktive konsumohet nga motorët elektrikë asinkronë, të cilët kanë një natyrë kryesisht induktive të ngarkesës. Kjo sjell humbje kolosale të fuqisë së dobishme, për të cilën, për më tepër, askush nuk dëshiron të paguajë - njehsorët e energjisë elektrike shtëpiake llogaritin vetëm fuqinë aktive.

Oriz. 2.

Për të përshkruar efektin e konvertuesit në rrjetin e furnizimit, është prezantuar koncepti i fuqisë totale:

, ku:

- vlera efektive e stresit primar,

- vlera efektive e rrymës primare,

, - vlerat efektive të tensionit dhe rrymës së harmonikës parësore,

Vlerat efektive të tensioneve dhe rrymave të harmonikave më të larta.

Nëse voltazhi primar është sinusoidal - , pastaj:

,

,

ϕ 1 është këndi i fazës ndërmjet tensionit sinusoidal dhe harmonikës së parë të rrymës.

N është fuqia e shtrembërimit të shkaktuar nga rrjedha e rrymave më të larta harmonike në rrjet. Fuqia mesatare gjatë periudhës për shkak të këtyre harmonikëve është zero, pasi frekuencat e tensionit harmonik dhe primar nuk përputhen.

Harmonikët më të lartë të rrymave shkaktojnë ndërhyrje në pajisjet e ndjeshme dhe humbje shtesë të rrymës vorbull në transformatorët e rrjetit.

Për konvertuesit e valvulave, prezantohet koncepti i faktorit të fuqisë χ, i cili karakterizon efektin e fuqisë reaktive dhe fuqisë së shtrembërimit:

,

është faktori i shtrembërimit të rrymës primare.

Kështu, është e qartë se faktori i fuqisë varet nga këndi i vonesës së rrymës në lidhje me tensionin dhe madhësinë e harmonikave më të larta të rrymës.

Teknikat e Përmirësimit të Faktorit të Fuqisë

Ka disa mënyra për të zvogëluar ndikimin negativ të konvertuesit në rrjetin e furnizimit. Ja disa prej tyre:

Përdorimi i kontrollit fazor shumëfazor (Figura 3).

Oriz. 3.

Përdorimi i një ndreqësi me çezmat nga një transformator çon në një rritje të numrit të pulsimeve për periudhë. Sa më shumë goditje nga transformatori, aq më i madh është numri i valëzimeve për periodë, aq më afër forma e valës së rrymës hyrëse është sinusoidale. Një disavantazh i rëndësishëm i kësaj metode është kostoja dhe dimensionet e larta të një transformatori me një numër të mjaftueshëm çezmash (për të arritur efektin, duhet të ketë më shumë prej tyre sesa në figurë). Bërja e një elementi dredha-dredha të një kompleksiteti të tillë është një detyrë shumë e vështirë që nuk i përshtatet mirë automatizimit - prandaj çmimi. Dhe nëse burimi dytësor i zhvilluar i furnizimit me energji elektrike është në shkallë të vogël, atëherë kjo metodë është pa mëdyshje e papranueshme.

Oriz. 4.

Rritja e fazës së ndreqësit. Metoda çon në një rritje të numrit të pulsimeve për periudhë. Disavantazhi i kësaj metode është një dizajn shumë kompleks i transformatorit, një ndreqës i shtrenjtë dhe i rëndë. Përveç kësaj, jo të gjithë konsumatorët kanë një rrjet trefazor.

Përdorimi korrigjuesit e faktorit të fuqisë (PFC)... Ka PFC elektronike dhe jo elektronike. Kompensuesit e fuqisë reaktive elektromagnetike përdoren gjerësisht si KKM jo-elektronikë - motorë sinkron që gjenerojnë fuqi reaktive në rrjet. Natyrisht, për arsye të dukshme, sisteme të tilla janë të papërshtatshme për një konsumator vendas. KKM elektronike - një sistem zgjidhjesh qarku i krijuar për të rritur faktorin e fuqisë - është, ndoshta, zgjidhja më optimale për konsumin familjar.

Parimi i funksionimit të KKM

Detyra kryesore e KKM është të zvogëlojë në zero vonesën e rrymës së konsumuar nga tensioni në rrjet duke ruajtur formën sinusoidale të rrymës. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të merret rryma nga rrjeti jo në intervale të shkurtra, por gjatë gjithë periudhës së funksionimit. Fuqia e marrë nga burimi duhet të mbetet konstante edhe nëse tensioni i rrjetit ndryshon. Kjo do të thotë që kur tensioni i rrjetit zvogëlohet, rryma e ngarkesës duhet të rritet dhe anasjelltas. Për këto qëllime, konvertuesit me një ruajtje induktive dhe transferim të energjisë në një drejtim kthimi janë të përshtatshëm.

Metodat e korrigjimit mund të ndahen përafërsisht në me frekuencë të ulët dhe me frekuencë të lartë. Nëse frekuenca e korrigjuesit është shumë më e lartë se frekuenca e rrjetit, ai është një korrigjues me frekuencë të lartë, përndryshe është një korrigjues me frekuencë të ulët.

Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një korrigjuesi tipik të fuqisë (Figura 5). Në gjysmëvalën pozitive, në momentin që tensioni i rrjetit kalon zero, hapet transistori VT1, rryma rrjedh nëpër qarkun L1-VD3-VD8. Pas fikjes së transistorit VT1, mbytja fillon të heqë dorë nga energjia e ruajtur në të, përmes diodave VD1 dhe VD6 në kondensatorin filtrues dhe ngarkesën. Me një gjysmë valë negative, procesi është i ngjashëm, funksionojnë vetëm çifte të tjera diodash. Si rezultat i përdorimit të një korrigjuesi të tillë, konsumi aktual ka një karakter pseudo-sinusoidal, dhe faktori i fuqisë arrin 0.96 ... 0.98. Disavantazhi i kësaj skeme është madhësia e madhe për shkak të përdorimit të një mbytjeje me frekuencë të ulët.

Oriz. 5.

Rritja e frekuencës së KKM ju lejon të zvogëloni madhësinë e filtrit (Figura 6). Kur çelësi i energjisë VT1 është i hapur, rryma në mbytjen L1 rritet në mënyrë lineare - ndërsa dioda VD5 është e mbyllur dhe kondensatori C1 shkarkohet në ngarkesë.

Oriz. 6.

Pastaj transistori fiket, voltazhi në të gjithë mbytjen L1 ndez diodën VD5 dhe mbytja i jep energjinë e ruajtur kondensatorit, duke furnizuar njëkohësisht ngarkesën (Figura 7). Në rastin më të thjeshtë, qarku funksionon me një cikël funksionimi konstant. Ka mënyra për të rritur efikasitetin e korrigjimit duke ndryshuar në mënyrë dinamike ciklin e punës (d.m.th. duke e përshtatur ciklin me mbështjellësin e tensionit të ndreqësit të rrjetit).

Oriz. 7. Format e tensioneve dhe rrymave të PFC me frekuencë të lartë: a) me frekuencë të ndryshueshme komutimi, b) me frekuencë komutuese konstante.

Mikroqarqe për ndërtimin e korrigjuesve me performancë të lartë nga STMicroelectronics

Duke marrë parasysh aftësitë e industrisë moderne të elektronikës, PFC-të me frekuencë të lartë janë zgjidhja më e mirë. Performanca integrale e të gjithë korrigjuesit të fuqisë ose pjesës së tij të kontrollit është bërë, në fakt, standardi. Aktualisht, ekziston një shumëllojshmëri më e madhe e mikroqarqeve të kontrollit për ndërtimin e qarqeve PFC të prodhuara nga prodhues të ndryshëm. Midis gjithë kësaj shumëllojshmërie, ia vlen t'i kushtohet vëmendje mikroqarqeve L6561 / 2/3 të prodhuara nga STMicroelectronics (www.st.com).

L6561, L6562 dhe L6563- një seri mikroqarqesh të krijuara posaçërisht nga inxhinierët e STMicroelectronics për të ndërtuar korrigjues shumë efikas të faktorit të fuqisë (Tabela 1).

Tabela 1. Mikroqarqet e korrigjuesit të faktorit të fuqisë

Emri	Tensioni furnizimi me energji elektrike, V	Aktuale përfshirjet, μA	Rryma e konsumit në modalitetin aktiv, mA	Konsumi aktual i gatishmërisë, mA	Rryma e paragjykimit të daljes, μA	Koha e rritjes së rrymës së ndërprerësit të energjisë, ns	Koha e prishjes së rrymës së ndërprerësit të energjisë, 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

Bazuar në L6561 / 2/3, mund të ndërtohet një korrigjues i lirë por efektiv (Figura 8). Për shkak të sistemit të integruar të kontrollit parashikues, zhvilluesit arritën të arrijnë saktësi të lartë të rregullimit të tensionit të daljes (1.5%), të kontrolluar nga amplifikuesi i integruar i mospërputhjes.

Oriz. tetë.

Ofrohet mundësia e ndërveprimit me një konvertues DC / DC të lidhur me korrigjuesin. Ky ndërveprim konsiston në fikjen e konvertuesit nga mikroqarku (nëse e mbështet një mundësi të tillë) në rast të kushteve të jashtme të pafavorshme (mbinxehje, mbitension). Nga ana tjetër, konverteri mund të inicojë gjithashtu ndezjen dhe fikjen e mikroqarkut. Drejtuesi i integruar ju lejon të drejtoni MOSFET ose IGBT të fuqishëm. Sipas prodhuesit, bazuar në LP6561 / 2/3, mund të realizohet një furnizim me energji elektrike me fuqi deri në 300 W.

Për dallim nga analogët e prodhuesve të tjerë, LP6561 / 2/3 janë të pajisura me qarqe speciale që zvogëlojnë përçueshmërinë e shtrembërimit të rrymës hyrëse që ndodh kur tensioni i hyrjes arrin zero. Shkaku kryesor i kësaj ndërhyrjeje është "zona e vdekur" që ndodh gjatë funksionimit të një ure diodike, kur të katër diodat janë të mbyllura. Një palë diodash që funksionojnë në një gjysmë valë pozitive rezulton të jenë të mbyllura për shkak të një ndryshimi në polaritetin e tensionit të furnizimit, dhe çifti tjetër nuk ka arritur ende të hapet për shkak të kapacitetit të tij pengues. Ky efekt përmirësohet në prani të një kondensatori filtri që ndodhet prapa urës së diodës, i cili, kur polariteti i furnizimit është i kundërt, ruan një farë tensioni të mbetur, i cili nuk lejon që diodat të hapen në kohë. Kështu, është e qartë se rryma nuk rrjedh në këto momente, forma e saj është e shtrembëruar. Përdorimi i kontrollorëve të rinj PFC mund të zvogëlojë ndjeshëm kohën e "zonës së vdekur", duke reduktuar kështu shtrembërimin.

Në disa raste do të ishte shumë i përshtatshëm për të kontrolluar tensionin e daljes të furnizuar në konvertuesin DC / DC duke përdorur një PFC. L6561 / 2/3 lejojnë këtë kontroll, të quajtur "kontrolli i nxitjes së ndjekjes". Për ta bërë këtë, thjesht instaloni një rezistencë midis pinit TBO dhe GND.

Duhet të theksohet se të tre mikroqarqet janë të pajtueshme me njëra-tjetrën. Kjo mund të thjeshtojë shumë dizajnin e tabelës së qarkut të printuar të pajisjes.

Pra, mund të dallohen tiparet e mëposhtme të mikroqarqeve L6561 / 2/3:

mbrojtje e konfigurueshme nga mbitensioni;

rrymë fillestare ultra e ulët (më pak se 50 μA);

rrymë e ulët qetësie (më pak se 3 mA);

gamë e gjerë e tensioneve hyrëse;

filtër i integruar që rrit ndjeshmërinë;

aftësia për t'u shkëputur nga ngarkesa;

aftësia për të kontrolluar tensionin e daljes;

aftësia për të bashkëvepruar drejtpërdrejt me konvertuesin.

konkluzioni

Aktualisht, ekzistojnë kërkesa strikte për respektimin e masave të sigurisë dhe ekonomisë së pajisjeve moderne elektronike. Në veçanti, kur dizajnoni furnizime moderne të energjisë komutuese, është e nevojshme të merren parasysh standardet e miratuara zyrtarisht. IEC 1000-3-2 është standardi për çdo furnizim me energji komutuese me fuqi të lartë, sepse përcakton kufijtë e rrymës harmonike dhe faktorit të fuqisë për sistemet e energjisë mbi 50 W dhe të gjitha llojet e pajisjeve të ndriçimit. Prania e një korrigjuesi të faktorit të fuqisë ndihmon për të përmbushur kërkesat e këtij standardi, d.m.th. prania e tij në një furnizim të fuqishëm me energji elektrike është një domosdoshmëri e thjeshtë. L6561 / 2/3 është zgjedhja optimale për ndërtimin e një korrigjuesi efektiv dhe në të njëjtën kohë të lirë të faktorit të fuqisë.

Marrja e informacionit teknik, porositja e mostrave, dorëzimi - e-mail:

Rreth ST Microelectronics

Zhvillimi dhe përdorimi i gjerë i metodave të pulsit për konvertimin e energjisë elektrike ka çuar në shfaqjen e pajisjeve elektrike shtëpiake dhe industriale me fuqi të ulët me një formë të shtrembëruar ose zhvendosje fazore jo zero të rrymës së konsumuar nga rrjeti (llambat fluoreshente, motorët elektrikë, televizorë, kompjuterë, furra me mikrovalë, etj.). Një rritje e mprehtë e numrit të konsumatorëve të tillë ndikon në pajtueshmërinë e tyre elektromagnetike dhe sistemet e energjisë në tërësi. Në vitin 2001, IEC miratoi standardin IEC – 1000–3–2, sipas të cilit çdo produkt elektrik me fuqi më shumë se 200 vat i lidhur me rrjetin AC duhet të ketë një karakter aktiv të rezistencës së hyrjes, domethënë fuqinë. faktori () duhet të jetë i barabartë me unitetin.

Për rritje Aktualisht, përdoren korrigjuesit e faktorit të fuqisë pasive dhe aktive (PFC). Të parët përdoren në ngarkesa konstante duke futur reaktancat kompensuese (për shembull, kondensatorët për llambat fluoreshente), të dytat kanë një gamë më të gjerë aplikimesh. Le të shqyrtojmë një skemë të thjeshtuar të një korrigjuesi aktiv, i cili është paraqitur në Fig. 6.1.

Figura 6.1 - Diagrami i thjeshtuar i PFC-së aktive

Në këtë figurë, R 1, R 2 është sensori i tensionit të hyrjes (DN), R 3 është sensori i rrymës (DT). Induktanca L, çelësi VT1, dioda VD1 dhe kondensatori C 1 formojnë një rregullator të tensionit të rritjes së pulsit. Puna e KKM-së është ilustruar nga diagramet në Fig. 6.1b. Mbyllja e tranzistorit VT1 ndodh në kohën kur voltazhi në daljen e sensorit aktual DT bëhet i barabartë me zero (d.m.th., me rrymë zero në induktivitetin L). Hapja e transistorit VT1 ndodh në kohën kur tensioni në rritje linear nga sensori aktual bëhet i barabartë me tensionin nga sensori i tensionit, i cili ndryshon sipas një ligji sinusoidal. Pas hapjes së tranzistorit, rryma në induktivitet fillon të ulet, induktanca shkarkohet në ngarkesë përmes diodës VD1, DT dhe rrjetit. Në rrymë zero, tranzistori mbyllet përsëri. Pastaj procesi përsëritet. Frekuenca e ndërrimit të çelësit tejkalon frekuencën e rrjetit dhe arrin në dhjetëra ... qindra kilohertz. Rryma mesatare i cf në ​​induktancë dhe e konsumuar nga rrjeti elektrik ndjek formën e tensionit të rrjetit. Në frekuencën e lartë të çelësit, rrjeti mbyllet me një kondensator C 2 (zakonisht fraksione të μF). Ju gjithashtu mund të prezantoni reagime për tensionin e daljes dhe të siguroni stabilizim paraprak. Natyrisht, funksionimi i PFC është i mundur nëse amplituda e tensionit të hyrjes është më e vogël se voltazhi në kondensatorin C1 (duke marrë parasysh devijimet). Për një tension rrjeti prej 220 V (amplitudë 311 V), voltazhi i daljes së KKM merret i barabartë me 380 ... 400 V.

6.2 Varietetet e KKM

Në skemën e mësipërme PFC përdoret e ashtuquajtura metoda e kontrollit kufitar. Është më e thjeshta për t'u zbatuar, por çelësi hapet me një rrymë të konsiderueshme, e cila shoqërohet me humbje të konsiderueshme të energjisë.

Ekzistojnë metoda të tjera të njohura të menaxhimit të çelësave në arkë:

kontrolli i rrymës së pikut

Metoda e ndërprerjes së rrymave me PWM.

kontroll nga vlera mesatare e rrymës.

Thelbi i këtyre metodave ilustrohet nga diagramet në Fig. 6.2 respektivisht a, b, c.

Figura 6.2 - Menaxhimi i çelësave në KKM

Kontrolli me vlerën e pikut të rrymës (Fig. 6.2.a) është tërheqës për zhurma të vogla prapa (në rrjet) dhe rritje të vogla të rrymës përmes çelësit, por ka një ndryshim në frekuencën dhe ndërrimin e fortë të diodës së fuqisë.

Kontrolli me metodën e rrymave të ndërprera me PWM (Fig. 6.2.b). Zbatimi i kësaj metode është afër metodës së kontrollit kufitar, por ndryshon në një frekuencë komutimi konstante. Avantazhi është një qark i thjeshtë kontrolli, por rrymat e thyerjes së induktorit bëhen një burim shtesë ndërhyrjeje. Kontrolli me vlerën mesatare të rrymës (Fig. 6.2.c) kryhet në një frekuencë konstante dhe prania e një integruesi për mesataren e rrymës rrit imunitetin ndaj zhurmës të sistemit të kontrollit. Në mënyrë tipike, vlera maksimale e valëzimit të rrymës së mbytjes është brenda 20% të vlerës mesatare, dhe është kjo metodë kontrolli që përdoret në korrigjuesit me një fuqi prej më shumë se 300 vat.

Nuk ka vetëm korrigjues njëfazor, por edhe trefazor të faktorit të fuqisë. Qarku i energjisë i një KKM trefazor me një çelës të kontrolluar është paraqitur në Fig. 6.3, dhe në Fig. Figura 6.4 dhe 6.5 tregojnë grafikët për të shpjeguar operacionin.

Figura 6.3 - Qarku i fuqisë së një PFC trefazor

Figura 6.4 - Diagramet e rrymave të reaktorëve L1, L2, L3 të një KKM trefazore

Figura 6.5 - Diagramet e proceseve kryesore të PFC-së trefazore

Çelësi kontrollohet në të njëjtën mënyrë si një korrigjues njëfazor.

Në skemat e konsideruara PFC, kjo e fundit kalon të gjithë fuqinë e ngarkesës. Ky është një korrigjues sekuencial dhe baza e elementit të tij frenon rritjen e fuqisë dalëse. KKM mund të ndërtohet gjithashtu sipas një skeme të rritjes së amperazhit (Fig. 1.19) - përfshirja e një filtri të rrymës aktive paralelisht me ngarkesën. Në këtë rast, fuqia e instaluar e elementeve të filtrit aktiv, e krijuar për të kompensuar vetëm fuqinë e shtrembërimit nga harmonikat më të larta të rrymës hyrëse, do të jetë në një nivel të përcaktuar nga shtrembërimi harmonik i kësaj rryme (për shembull, 0.3 për një qark urë trefazor dhe 0.15 për një qark korrigjimi dymbëdhjetëfazor) ... Diagrami bllok i një PFC të tillë është paraqitur në Fig. 6.6. Parimi i kompensimit për harmonikat më të larta në rrymën e nxjerrë nga rrjeti është ilustruar nga diagramet në Fig. 6.7. Për qartësi, forma e rrymës së ngarkesës supozohet të jetë drejtkëndore. Korrigjuesi formon ndryshimin midis harmonikës së rrymës së rrjetit dhe rrymës aktuale të ngarkesës

(6.1)

ku j është indeksi i fazës (A, B ose C);

i J 1 - harmonika e parë e fazës aktuale j.

Qarku i kontrollit të barazuesit zakonisht bazohet në modulimin e gjerësisë së pulsit.

Figura 6.6 - Diagrami bllok i një PFC paralele trefazore

Figura 6.7 - Kompensimi i harmonikëve më të lartë të rrymës

Si elementë të veçantë të pajisjeve elektronike, qarqet e kontrollit të korrigjuesit u lëshuan për herë të parë në 1989 nga Mikro Linear (LM 4812). Pastaj Siemens, Motorola dhe të tjerë morën zhvillimin. Aktualisht, ekziston një familje e gjerë IC për kontrollin e burimeve të impulseve, të kombinuara me PFC dhe zbatimin e një ose një metode tjetër kontrolli.