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風扇4803 8針PFC和PWM控制器組合

時間:2019-11-13, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

特征

一個8針集成電路中的內部同步PFC和PWM專利的單針電壓誤差放大器,具有先進的輸入電流整形技術峰值或平均電流,持續升壓,前沿輸入電流整形技術高效后緣電流模式脈寬調制低供電電流;啟動:150微安(典型值),運行:2mA典型值。同步前緣和后緣調制減少存儲電容器中的紋波電流PFC和PWM部分過電壓、紫外線和斷電保護帶PFC軟啟動的PFC VCCOVP

一般說明

4803.html" title="FAN4803產品參數、文檔資料和貨源信息" target="_blank">FAN4803是一種節省空間的功率因數控制器經校正的開關電源啟動和運行電流低。功率因數校正(PFC)提供更小、更低的成本散裝電容器,減少電力線負荷和壓力開關場效應晶體管,并產生完全符合IEC1000-3-2規范的電源。風扇4803包括實現前沿平均值的電路電流“升壓”型PFC和后緣,PWM。風扇4803-1的PFC和PWM同時工作頻率,67kHz。風扇4803-2的功率因數校正頻率為自動設置為134kHz脈沖寬度調制的一半。這個更高的頻率允許用戶使用更小的在保持最佳工作狀態下的PWM組件PFC的頻率。過電壓比較器關閉如果裝載。功率因數校正部分還包括峰值電流限制增強系統可靠性。

功能描述 :風扇4803由平均電流模式升壓組成功率因數校正器(PFC)前端,然后是同步脈沖寬度調制(PWM)控制器。它是與早期的組合控制器不同的是它的低引腳計數,創新的輸入電流整形技術,以及啟動和運行電流低。脈寬調制部分是專門用于峰值電流模式操作。它使用傳統的后緣調制,而PFC則使用超前邊緣調制。這種專利的前緣/后緣調制技術有助于減小PFC直流母線電容器中的紋波電流。FAN4803有兩個版本。風扇4803-1在67kHz下同時操作PFC和PWM部分,而FAN4803-2以兩倍于功率因數校正頻率(134kHz)的頻率操作脈寬調制部分。這允許使用更小的脈沖寬度調制(PWM)磁學和輸出濾波器組件,同時最小化PFC級的開關損耗。除了功率因數校正外,FAN4803還內置了一些保護功能。這些包括軟啟動,冗余PFC過電壓保護,峰值電流限制、占空比限制和欠壓鎖定(紫外)。典型應用見圖12。詳細的管腳說明該引腳提供反饋路徑,強制PFC輸出調節到編程值。它連接到與PFC輸出電壓相連的編程電阻器由反饋補償網絡分流。伊森該引腳與電阻或電流感應變壓器相連感應PFC輸入電流。這個信號應該是負的關于IC接地。它內部提供脈沖電流限制比較器和電流傳感反饋信號。ILIMIT跳閘電平為-1V。ISENSE反饋在內部乘以4的增益,并進行比較針對內部編程斜坡設置功率因數校正占空比循環。升壓電感電流的交集帶有內部編程斜坡的下坡決定啟動關閉時間。直流電該引腳通常與反饋光采集器相連。它是通過一個26kΩ電阻與內部5V參考電壓連接,并通過40kΩ電阻器接地。

伊利米特該引腳與一次側脈沖寬度調制電流檢測電阻器或變壓器相連。它提供一個又一個的內部脈沖脈寬調制級的電流限制(發生在1.5V)和電流模式的峰值電流模式反饋路徑控制PWM級。電流斜坡內部偏移1.2V,然后與光反饋進行比較設置脈寬調制占空比的電壓。PFC輸出和PWM輸出PFC輸出和PWM輸出是能夠直接驅動功率MOSFET柵極的大電流功率驅動器峰值電流高達±1A。兩個輸出都被有效保持當VCC低于UVLO閾值時為低。VCC公司VCC是集成電路的電源輸入連接。VCC啟動電流為150微安。空載ICC電流為2mA。VCC公司靜態電流將包括IC偏置電流以及PFC和PWM輸出電流。考慮到操作頻率和MOSFET柵電荷(Qg),平均值功率因數校正和脈寬調制輸出電流可計算為輸出電流=Qg x F.任何還必須包括柵極驅動變壓器。VCC引腳也假設與PFC輸出電壓成正比。內部連接到VCCOVP比較器(16.2V)提供冗余高速過電壓保護(OVP)在PFC階段。VCC還與UVLO電路,在12V時啟用IC,在12V時禁用它9.1V.VCC必須繞過高品質陶瓷旁路電容器盡可能靠近集成電路。良好的旁路對于風扇4803。VCC通常由升壓電感或PFC扼流圈,提供與PFC輸出電壓成比例的電壓。因為VCCOVP最大值電壓為16.2V,內部分路限制VCC過電壓至可接受的值。外部夾,如圖是可取的,但不是必需的。

VCC是內部鉗位到16.7V最小,18.3V最大。這限制了可以應用到的最大VCC。IC同時允許一個足夠高的VCCVCCOVP公司。通過這個齊納管的最大電流是10毫安。需要外部串聯電阻來限制如果VCC電壓超過齊納鉗位。

地面GND是與這部分。注:高質量、低阻抗接地對集成電路的正常工作至關重要。高頻應采用接地技術。功率因數校正功率因數校正使非線性負載看起來像交流線路的電阻負載。對于電阻器,電流從線路開始與線路同步并成比例電壓。這被定義為單位功率因數為(1)。一個一類常見的非線性負載是最大功率的輸入電源,它使用一個橋式整流器和電容輸入濾波器從線路饋電。峰值充電效應,發生在這種電源中的輸入濾波電容器,使電流從電源線中短暫地產生高振幅脈沖,而不是與線電壓同相的正弦電流。這樣的電源為另一種說法是在其輸入端出現的電流諧波)。如果輸入電流通過這種供給(或任何其他非線性負載)可以以瞬時幅度跟蹤輸入電壓,它對交流線路和單位功率因數有電阻將實現。保持設備拉電源的輸入電流消耗從與輸入同相且成比例的交流線路電壓,必須找到一種方法來防止加載線路,與瞬時線路成比例的除外電壓。FAN4803的PFC部分使用boostmode DC-DC轉換器來實現這一點。輸入到變頻器是全波整流的交流線電壓。在橋式整流器之后沒有應用濾波,因此輸入升壓轉換器的電壓范圍,兩倍線頻率,從零伏到交流輸入的峰值再回到零。通過強制升壓轉換器同時滿足兩個條件,可以確保轉換器從電源線引出的電壓與瞬時線電壓相匹配。其中一個條件是升壓轉換器的輸出電壓必須設置為高于線路電壓的峰值。一個常用的值是385VDC,允許270VACRMS的高壓線。其他的條件是轉換器允許的電流在任何給定時刻從直線畫出的線必須成比例到線路電壓。因為FAN4803 PFC中的boost轉換器拓撲是在當前平均類型中,沒有斜率補償必修的。

超前/跟蹤調制傳統的脈沖寬度調制(PWM)技術采用后緣調制,開關將在系統時鐘的后緣后右轉。然后將誤差放大器輸出電壓與調制斜坡。當調制斜坡到達誤差放大器輸出電壓的水平,開關將關閉。當開關打開時,電感電流將加強。后緣調制的有效占空比在開關接通時確定。數字2顯示了典型的后緣控制方案。

在前緣調制的情況下,開關轉動就在系統時鐘的前沿。當調制斜坡達到誤差放大器的水平輸出電壓,開關將接通。有效的確定前緣調制的占空比在開關關閉期間。圖3顯示了一個前導邊緣控制方案。這種控制技術的優點之一是只需要一個系統時鐘。開關1(SW1)關閉開關2(SW2)在同一瞬間接通,以使瞬時“空載”時間最小化,從而降低紋波開關動作產生的電壓。帶著這樣的同步開關,第一級的紋波電壓減少。計算和評估表明功率因數校正輸出紋波電壓的120Hz分量可以是使用這種方法可減少多達30%,基本上降低高壓PFC電容器的損耗。典型應用單針誤差放大器風扇4803在PFC部分(VEAO)。誤差放大器實際上是一個電流接收器,通過輸出編程電阻強制35微安。VEAO引腳的標稱電壓為5V。對于11.3MΩ電阻器,VEAO電壓范圍為4至6V鏈至升壓輸出電壓和5V穩態維奧,升壓輸出電壓是400伏。

編程電阻值公式1計算所需的編程電阻價值。

PFC電壓環補償電壓回路帶寬必須設置為小于120Hz限制線路電流諧波失真量。典型的交叉頻率是30Hz。方程式1,對于簡單,假設極電容占主導地位在環路單位增益頻率處的誤差放大器增益。方程2將極點放置在交叉頻率處,提供45度的相位裕度。方程式3的位置a北極前十年。顯示總增益和相位如圖所示。圖顯示電壓回路的簡化模型。

內部電壓斜坡內部斜坡電流源通過以下方式編程VEAO引腳電壓。圖顯示了內部斜坡電流與電壓的關系。此電流源用于向內部30pF+12充電,形成內部斜坡/–10%電容。見圖10和11。的頻率內部編程斜坡在內部設置為67kHz。PFC電流傳感濾波在DCM中,由風扇4803可能導致輸入電流流失。為了使這項技術能夠正常運行在DCM下,編程斜坡必須滿足boost零安培時電感電流下降。假設編程斜坡在輕載時為零,關閉時間電感電流達到零時終止。

隨后啟動PFC門驅動器,消除DCM模式所需的必要死區時間。這種力量直到VCC OVP關閉這種情況是通過增加一個偏置電壓來糾正的當前感應信號,強制占空比輕載時為零。該偏移量防止PFC在DCM中工作,并強制脈沖從CCM跳轉到noduty,從而避免DMC操作。對當前檢測信號進行外部濾波有助于平滑檢測信號,將工作范圍稍微擴大到DCM范圍,但這應該小心,因為這個過濾通過脈沖電流限制信號來降低脈沖信號的帶寬。圖顯示了一個典型的電路用于在輕負載時將偏移量添加到ISENSE。PFC啟動和軟啟動在穩態運行期間,VEAO在啟動時吸入35微安接收該電流的內部電流鏡被破壞直到VCC達到12V。這迫使PFC錯誤電壓IC啟用時的VCC。具有領先優勢VEAO引腳上的調制VCC在功率因數校正輸出。在選擇外部補償元件和VCC供電電路時,不得阻止VEAO在VCC通電達到12V之前達到6V順序。這將保證PFC階段將進入軟啟動。一旦VCC達到12伏,35微安的VEAO電流接收器已啟用。小牛肉補償成分是通過35微安的電流槽放電,直到穩定達到狀態操作點。見圖。VCC-OVP后PFC軟恢復FAN4803假設VCC是從源代碼生成的這與功率因數校正輸出電壓成正比。一旦那樣電源電壓達到16.2VVEAO pin和軟啟動開關一樣被禁用順序。一旦禁用,VEAO pin的收費高達外部部件的方式,直到PFC占空比歸零,禁用PFC。

VCC OVP復位一次VCC放電低于16.2V,使VEAO電流清洗和排放VEAO補償部件直到達到穩態工作點。應該是注意,如圖所示,一旦VEAO pin超過6.5V,內部斜坡失效。因此,可以安裝外部齊納,以降低最大電壓。在關閉狀態下,VEAO銷可能會上升。將VEAO銷從外部夾緊至7.4V將降低VEAO銷恢復到穩定狀態所需的時間價值。紫外輻射一旦VCC達到12V,PFC和PWM都將啟用。UVLO閾值為9.1V,滯后2.9V。生成VCC內部鉗位限制VCC的過電壓。這個夾子電路確保風扇4803的VCC OVP電路將在超過公差和溫度的情況下正常工作保護部件免受電壓瞬變的影響。這個電路允許風扇4803在脈寬調制輸出和功率因數校正輸出,足以驅動低成本IGBTs。必須限制通過齊納管的電流以避免過熱或破壞。這可以用一個與VCC引腳串聯的電阻器,返回到偏壓電源通常為14V至18V。必須選擇電阻值滿足FAN4803的工作電流要求自身(最大4.0mA)加上兩個柵極所需的電流驅動器輸出。



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