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将浪涌电流限制和PFC结合应用于白色家电马达

21IC中国电子网/作者:James Aliberti?? 德州仪器?? 2008年06月11日 ?? 收藏0

?   图 3 显示了业界首款单芯双相交错式 PFC 预调节器——TI UCC28070 的简化原理图。交错双相相互之间的相位差为 180°,这样则消除了波纹电流,从而可以使用更小的电磁干扰 (EMI) 滤波器以及外观更小巧的 PFC 输出电容器。双相交错式拓扑结构、体积更小的元件是嵌入式马达驱动电路的理想解决方案。交错式 PFC 可满足非常高的功率密度要求。

PFC 控制器中的浪涌控制功能

  图 3 PFC 控制器中的浪涌控制功能

  由于功耗分散到两个相位上,所以交错式 PFC 其他的优点还包括更轻松的散热管理。因为两个相位的总电感容量比单级设计要小很多(请参阅图 4),所以可以使用外观更小巧的 EMI 滤波器和 PFC 输出电容器以及更少的磁性材料,从而降低总体系统成本。另外,MOSFET 和二极管额定电流值可至少降低 50%。体积更小的 MOSFET 运行速度自然会更快,这样则可进一步减少 MOSFET 的开关损耗。最后,通过将每一相位的容量翻番,规模经济提高了各相位配套器件的购买力。

UCC28070 两相交错式 PFC

  图 4 UCC28070 两相交错式 PFC

  UCC28070 以连续导电模式 (CCM) 运行。同时,也可选用 UCC28060——以转移模式 (TM) 运行。UCC28060 具备类似的优点,这些优点源于波纹电流的消除,但是同时还提供了一些较低成本的解决方案。最引人瞩目的是,由于在转移模式下运行时,不存在反向恢复条件,所以采用低成本的升压二极管。

  在 UCC28070 或其设计中集成浪涌电流限制功能,只需将图 3 中的浪涌电流组件添加到其中的一个相位电感上即可。

  TI 的 PFC 控制器的产品系列包括 UCC28070 或 UCC28060 交错式 PFC 控制器等器件,这些控制器额外配置了一个功能模块,其可同时监控 PFC 控制器的输入端和输出端。如果功能模块监测到存在着浪涌电流条件,比如线电压中出现瞬时损耗,它将限制栅极电路驱动输出,从而阻止 MOSFET 开关,并关闭 SCR 栅极驱动电路的电源。这样,浪涌成分就会自然而然的被退回到大电流通道。

  总结

  当谈到白色家电应用的系统集成时,许多设计人员都倾向于电流通道路径的选择方案。部分设计人员倾向于走通过多种使用功能的实施来降低系统的复杂性并能够加速上市时间的器件应用之路。比如,当添加马达控制算法(如现场型控制)时,TI 推出的 C2000 数字信号控制器 (DSC) 就可以取代传统用于动作控制的微控制器。当采用尺寸更小的电源电子器件时,可以提高效率。C2000 数字信号控制器除了能与各种 PFC 拓扑结构兼容外(包括交错式 PFC),它还能同时实施所有必需的三相马达控制功能、处理系统内部通信、提供用户界面以及提供所述的浪涌电流限制控制功能。所有这些功能都可在一片 C2000 数字信号处理器 (DSP) 上实现。


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浪涌电流? PFC? 白色家电?

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