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选择最优的190W纤薄PFC电源段办法

2021-03-06 ryder

大多数功率因数校正(pFC)电源段采用临界导电模式(CrM)工作,这种模式控制电感电流从零跃升至期待的峰值电平,然后又降至零。由于这种模式依靠于电流周期的时长,故开关频率以交流线路电流需求的函数形式变化。不利的是,功率需求较低时,从交流线路流入的电流较小,开关频率飙升。这样一来,采用大电感就是将开关损耗和干扰降到可接受水平的唯一方式。


频率钳位临界导电模式(FCCrM)是安森美半导体NCp1606或NCp1631等控制器嵌入的一种技术。采用这种模式工作时,在高负载条件下,功率因数校正段以CrM工作,但在中等负载/轻载条件下(),限制开关频率以提升能效。与传统CrM电路相比,FCCrM支持使用更小的电感(见参考资料[1])。实际上,交错式FCCrMpFC仿佛进一步缩减了磁性元件的尺寸及成本。这些优点在190W低高度电源中得以展现。


本文在参考资料所示文章基础上进一步推进研究,在相同的190W宽主电源输入范围、最大厚度13mm的使用中探究总体pFC成本问题。


电感考虑事项表1重提了参考资料[1]的紧要结论。由于FCCrM钳位开关频率,就不要大电感来拉低CrM开关频率范围。因此,FCCrM大幅减小pFC段电感尺寸,采用交错式FCCrM办法时尤为如此。事实上,如表1所述,可以选择下述磁性元件用于190W(输入功率)、宽主电源范围、最大厚度13mm的电视使用:


●CrM办法:两个EFD30串联


●FCCrM办法:单个EFD30


●交错式FCCrM办法:两个EFD20(每个支路一个)


横向比较


下一步,为了比较不同办法,我们以300W的46英寸液晶电视电源参考板(见参考资料[2])作试验来比较这三种pFC办法。此参考板由安森美半导体开发,嵌入了由NCp1631驱动的FCCrM交错式pFC。我们利用这电路板来比较我们190W使用的三种办法。由于本使用中集成的电感与表1中含义的电感不同(本使用中原线圈尺寸针对的是300W功率),首要修改此使用,确保能够使用2个EFD20元件。第二步,动态地调节电路,探测CrM和FCCrM单相办法。就每项探测而言,pFC段的设计要使得三种办法的能效保持在接近相同的水平。


在图1中,我们可以看到采用调整后的交错式配置的电路板,这可从两个飞跨(flying)电感得到证实;图2显示的则是要怎么样使用CrM控制器,而非原有的NCp1631交错式驱动器。


各种办法参数比较


不同的办法中,电感并不必然是唯一要修改的元件。pFC段非得依据所探测的办法来调整。表2小结了构建这三种办法使用的经过了实际探测验证的紧要设计指引。

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