Pagrindinis darbas
Dabar šio IC viduje turime daug svarbių elementų. Yra įtampos stiprintuvas, tada analoginis daugiklis ir daliklis, srovės stiprintuvas ir PWM, veikiantis fiksuotu dažniu.
Mes taip pat turime vartų tvarkyklę, kuri gerai veikia su „Power Mosfets“, tada 7,5 V nuoroda, tai, kas vadinama linijos numatymu, apkrovos įgalinimo palyginamuoju, mažo tiekimo detektoriumi ir viršvalandžio palyginamuoju.
Taigi šis IC veikia naudojant tai, kas vadinama vidutiniu srovės režimo valdymu. Tai reiškia, kad jis kontroliuoja srovę taip, kad būtų išlaikytas fiksuotas dažnis, tačiau taip pat įsitikina, kad sistema išlieka stabili, o iškraipymai išlieka žemi.
Dabar, jei palyginsime tai su didžiausio srovės režimo valdymu, tada vidutinis tipas atrodo geriau, nes jis išlaiko tinkamai įvesties srovės bangos formą sinusoidinę, nereikia kompensuoti nuolydžio ir nebūdamas per daug jautrus triukšmo smaigaliams.
Šis IC turi aukštą atskaitos įtampą ir stiprų generatoriaus signalą, todėl triukšmas jo negali lengvai paveikti. Taip pat todėl, kad jis turi greitą PWM grandinę, ji gali veikti perjungimo dažnius, viršijančius 200 kHz, o tai yra gana aukšta.
Dabar mes galime jį naudoti tiek vienfazėse, tiek trifaziuose sistemose ir jis gali valdyti įvesties įtampas nuo 75 V iki 275 V, taip pat dirbdami su kintamosios srovės linijų dažniais nuo 50Hz iki 400Hz.
Kita maloni savybė yra ta, kad kai IC prasideda, jis nesuteikia daug energijos, todėl maitinimo šaltinis, maitinantis jį, neperkraunamas.
Kalbant apie pakuotę, šis IC yra 16 kontaktų plastiko ir keramikos panardinimo (dvigubos linijos pakuotės) versijose, taip pat yra ir ant paviršiaus montuojamų variantų. Taigi, gana naudingas IC tinkamai atlikti galios koeficiento korekciją!
Išsamus aprašymas
Šis UC3854 IC padeda mums atlikti aktyvų galios faktoriaus pataisą sistemose, kur kitaip mes turėtume ne sinusoidinę srovę, nubrėžtą iš sinusoidinės elektros linijos. Taigi šis IC užtikrina, kad sistema geriausiai ištrauktų energiją iš linijos, išlaikydama kuo mažesnius linijos iškraipymus, gerai?
Norėdami tai pasiekti, šio IC viduje yra vidutinis srovės režimo valdymas, ir tai, kas tai daro, išlaiko dabartinį fiksuoto dažnio valdymą, tačiau tuo pat metu jis taip pat užtikrina gerą stabilumą ir mažus iškraipymus.
Geras dalykas, susijęs su vidutiniu srovės režimo valdymu, yra tas, kad jis leidžia padidinti scenos judėjimą tarp nepertraukiamo režimo ir nenutrūkstamo režimo, nesukeldamas jokių našumo problemų.
Bet jei būtume naudoję smailės srovės režimą, mums reikės kompensacijos nuolydžio ir vis tiek jis negalėtų išlaikyti tobulos sinusoidinės linijos srovės. Be to, smailės srovės režimas linkęs labiau reaguoti į triukšmo pereinamuosius, tačiau vidutinis srovės režimas nedaro daug įtakos, gerai?
Dabar šiame UC3854 IC turi viską, ko turime pagaminti maitinimo šaltinį, kuris galėtų optimaliai išgauti srovę nuo elektros linijos, išlaikant linijos srovės iškraipymus iki minimumo.
Taigi čia mes turime įtampos stiprintuvą, analoginį daugiklį ir daliklį, dabartinį stiprintuvą, taip pat fiksuoto dažnio PWM, esantį šio vieno IC viduje.
Tačiau palaukite, kad šis IC taip pat turi vartų tvarkyklę, visiškai suderinamą su „Power MOSFET“, 7,5 V etale, linijos numatytuvu, apkrovos įjungtu palyginamuoju palyginamuoju, mažo tiekimo detektoriumi ir viršvalandžio palyginamuoju.
Taigi viskas, ko mums reikia aktyviam galios faktoriaus pataisymui, jau yra viduje, todėl šis IC yra labai naudingas kuriant efektyvius maitinimo šaltinius.
Šis UC3854 IC turi visas grandines, kurių viduje reikia valdyti galios koeficiento korektorių, tiesa? Dabar šis IC yra daugiausia skirtas dirbti su vidutiniu srovės režimo valdymu, tačiau gerai, kad, jei norime, mes taip pat galime naudoti su skirtingomis galios topologijomis ir valdymo metodais. Taigi, jis yra gana lankstus.
Blokinės diagrama
Uždojų įtampos užraktas ir įgalinkite palyginimus
Jei pažvelgsime į bloko diagramą, viršutiniame kairiajame kampe, matome du svarbius dalykus-potvynio lokauto lygintuvą ir įjungimo lygintuvą. Šie du turi būti „tikrojoje“ būsenoje, kad IC galėtų pradėti veikti, gerai?
Įtampos paklaidų stiprintuvas ir minkšto starto funkcija
Tada mes turime įtampos paklaidos stiprintuvą, kurio apvertimo įvestis yra į PIN vsense. Dabar diagramoje matome kai kuriuos diodus, susijusius su įtampos paklaidos stiprintuvu, tačiau šie diodai yra tik ten, kad padėtų mums suprasti, kaip veikia vidinės grandinės. Jie nėra tikri diodai viduje.
O kaip su klaidos stiprintuvo neįvertinimu? Paprastai jis jungiasi su 7,5 V nuolatinės srovės nuoroda, tačiau jis taip pat naudojamas minkštai.
Taigi, kas atsitiks, kai grandinė prasideda, ši sąranka leidžia įtampos valdymo kilpai pradėti veikti prieš išėjimo įtampą pasiekiant galutinį lygį.
Tokiu būdu mes negauname to erzinančio įjungimo, kurį turi daugelis maitinimo šaltinių.
Tada yra dar vienas idealus diodas diagramoje tarp „VSense“ ir klaidos stiprintuvo apversto įvesties, tačiau tiesiog reikia išvalyti bet kokią painiavą - faktinėje grandinėje nėra papildomo diodo kritimo. Vietoj to, IC viduje mes visa tai darome naudodami diferencialinius stiprintuvus. Be to, mes turime vidinės srovės šaltinį, kad įkrautume minkšto starto laiko kondensatorių.
Daugiklio funkcionalumas
Dabar pakalbėkime apie daugiklį. Įtampos paklaidos stiprintuvo išvestį galima įsigyti „PIN VAOOUT“. Tai taip pat yra vienas iš daugiklio įėjimų.
Kitas daugiklio įvestis yra IAC, kuris gaunamas iš įvesties lygintuvų ir padeda užprogramuoti bangos formą. Šis IAC kaištis yra 6 V ir veikia kaip dabartinis įvestis.
Tada mes turime VFF, kuris yra „FeedForward“ įvestis, o IC viduje jo vertė tampa kvadratu prieš eidami į daugiklio daliklio įvestį.
Kitas dalykas, kuris patenka į daugiklį, yra ISET, gaunamas iš PIN RSET, ir jis padeda nustatyti maksimalią išėjimo srovę.
Dabar kas išeina iš daugiklio? TJO srovė, tekanti iš PIN muleout ir ji jungiasi su dabartinės klaidos stiprintuvo neįvertinamu įvestimi.
Dabartinis valdymo ir impulsų pločio moduliavimas
Dabar srovės stiprintuvo apverstas įvestis yra prijungtas prie PIN ISENSE, o jo išėjimas eina į PWM lygintuvą, kur jis palyginamas su osciliatoriaus rampos signalu iš PIN CT.
Tada osciliatorius ir palyginimas kontroliuoja rinkinio nustatymo flip-flop, kuris savo ruožtu skatina didelės srovės išėjimą prie PIN GTDRV.
Dabar, kad apsaugotumėte MOSFET galią, IC išėjimo įtampa yra pritvirtinta viduje iki 15 V, todėl mes nesibaigiame MOSFET vartų pertekliaus.
Didžiausia srovės riba ir maitinimo šaltinio jungtys
Saugumui yra avarinės smailės srovės ribos funkcija, kurią valdo PIN PKLMT. Jei šis kaištis ištraukiamas šiek tiek žemiau žemės, išėjimo impulsas nedelsdamas išsijungia.
Galiausiai mes turime atskaitos įtampos išvestį ant PIN VREF, o įvesties įtampa eina į PIN VCC.
Informacija apie programą
Gerai, kad šis IC daugiausia naudojamas „AC-DC“ maitinimo šaltiniuose, kur mums reikia aktyvaus galios faktoriaus korekcijos (PFC) iš universalios kintamos srovės linijos. Tai reiškia, kad mes galime jį naudoti sistemose, kuriose įvesties įtampa gali labai skirtis, tačiau vis tiek turime įsitikinti, kad galios koeficientas išlieka aukštas, o įvesties srovės harmonikai išlieka žemi, gerai?
Dabar programos, naudojančios šį UC3854 IC, paprastai laikosi D klasės įrangos įvesties Harmonics standartų, kurie yra EN61000-3-2 dalis.
Tai yra svarbus maitinimo šaltinių standartas, kurio vertės galia yra didesnė nei 75W, taigi, jei mes kuriame kažką panašaus, tada šis IC padeda mums patenkinti tas harmoninius iškraipymo ribas be papildomo vargo.
Jei patikrinsime šio IC veikimą 250 W galios koeficiento korekcijos grandinėje, tada matome, kad jis buvo tinkamai išbandytas naudojant tikslų PFC ir THD matavimo priemonę.
Rezultatai? Galios koeficientas buvo 0,999, kuris yra beveik tobulas, o bendras harmoninis iškraipymas (THD) buvo tik 3,81%. Šios vertės buvo išmatuotos iki 50 -osios linijos dažnio harmonikos, esant nominalios įvesties įtampai ir pilnai apkrovai. Taigi tai mums sako, kad šis IC tikrai gali padėti mums gauti švarų ir efektyvų galios konvertavimą.
Tipinė taikymas (PFC grandinės diagrama)
Jei pažvelgsime į aukščiau pateiktą paveikslą, matome tipinę taikymo grandinę, kurioje UC3854 IC yra naudojamas kaip išankstinis gydytojas, turintis didelę galios koeficientą ir didelį efektyvumą.
Taigi, kaip tai pastatyta? Šioje grandinėje turime du pagrindinius skyrius:
- Valdymo grandinė, pastatyta aplink UC3854.
- Maitinimo skyrius, kuris iš tikrųjų tvarko galios konversiją.
Dabar maitinimo skyrius yra padidinimo keitiklis, o induktorius jo viduje veikia nuolatiniu laidumo režimu (CCM).
Ką tai reiškia, kad darbo ciklas priklausys nuo įvesties įtampos ir išėjimo įtampos santykio, gerai? Bet geras dalykas yra tai, kad induktorius veikia nuolatiniu režimu, todėl įvesties srovė perjungimo dažniu išlieka žemas.
Tai reiškia, kad elektros energijos linijoje gauname mažiau triukšmo, kuris yra svarbus EMI atitikimui.
Dabar šioje grandinėje svarbus dalykas yra tai, kad išėjimo įtampa visada turi būti didesnė už didžiausios tikėtinos kintamos srovės įvesties įtampos didžiausią įtampą. Taigi turime atidžiai pasirinkti visus komponentus, įsitikindami, kad jie gali tvarkyti įtampos įvertinimus be jokių problemų.
Esant pilnai apkrovai, ši išankstinė grandinė pasiekia 0,99 galios koeficientą, nesvarbu, kokia yra įvesties elektros linijos įtampa, jei ji išlieka nuo 80 V iki 260 V RM. Tai reiškia, kad net jei keičiasi įvesties įtampa, grandinė vis tiek efektyviai ištaiso galios koeficientą.
Jei jums reikia aukštesnio galios lygio, tada vis tiek galite naudoti tą pačią grandinę, tačiau jums gali tekti atlikti nedidelius galios etapo pakeitimus. Taigi jums nereikia pertvarkyti visko nuo nulio, tiesiog pritvirtinkite kelis dalykus, kad patenkintumėte aukštesnės galios reikalavimus.
Projektavimo reikalavimai
Aukščiau pateiktame PFC grandinės projektavimo pavyzdyje mes naudosime parametrus, kaip nurodyta šioje 1 lentelėje kaip įvesties parametrai.
Išsamus projektavimo procesas
Galios MOSFET vartai grandinės valdymo stadijoje gauna PWM impulsus (GTDRV) iš UC3854. Keturi skirtingi lusto įvestys veikia kartu, kad kartu būtų sureguliuoti šios išvesties darbo ciklas.
Į šį dizainą siūlomi pridėtinė pagalbinio tipo valdikliai. Jie tarnauja kaip apsauga nuo konkrečių trumpalaikių situacijų, susijusių su perjungimo galios mosfetu.
Apsaugos įėjimai
Dabar mes kalbame apie šio IC apsaugos įvestis. Tai yra svarbu, nes jie padeda mums valdyti grandinę, jei problemų, galios vėlavimai ar pertekliaus situacijos, gerai.
Ena (įgalina) PIN
Dabar mes turime ENA kaištį, kuris reiškia įjungti. Šis kaištis turi pasiekti 2,5 V, kol gali įjungti VREF ir GTDRV išėjimai. Taigi tai reiškia, kad mes galime naudoti šį kaištį, kad išjungtume vartų pavarą, jei kažkas nutinka ne taip, arba mes galime jį naudoti, kad atidėtų paleidimą, kai grandinė pirmiausia padidina.
Bet yra daugiau. Šis kaištis turi 200 mV histerezės tarpą, kuris padeda išvengti netinkamo perjungimo ar nepageidaujamų posūkių dėl triukšmo. Taigi, kai jis peržengs 2,5 V, jis išliks įjungtas, kol įtampa nukris žemiau 2,3 V, todėl operacija bus stabilesnė, gerai.
Mes taip pat turime apsaugą nuo įtampos IC viduje, kuris tiesiogiai veikia VCC. IC įsijungs, kai VCC pasieks 16 V ir išjungs, jei VCC nukris žemiau 10 V. Tai reiškia, kad jei maitinimo šaltinio įtampa sumažės per žema, IC automatiškai išjungs, kad išvengtų gedimo.
Bet jei mes nenaudojame ENA PIN, tada mes turime jį prijungti prie VCC naudodami 100 kilo-OHM rezistorių. Priešingu atveju tai gali plūduriuoti ir sukelti nepageidaujamą elgesį.
SS (minkštos pradžios) kaištis
Toliau pereiname prie SS kaiščio, kuris reiškia minkštą pradžią. Tai kontroliuoja, kaip greitai grandinė pradedama sumažinti klaidos stiprintuvo etaloninę įtampą paleidimo metu.
Paprastai, jei mes paliksime SS kaiščio atidarymą, tada etaloninė įtampa išlieka 7,5 V., tačiau jei mes sujungsime kondensatorių CSS iš SS į žemę, tada vidinės srovės šaltinis IC viduje lėtai ims šį kondensatorių.
Įkrovimo srovė yra apie 14 miliamių, todėl kondensatorius įkrauna tiesiškai nuo 0 V iki 7,5 V. Šią formulę skiriamas laikas, kurio reikia, kad tai įvyktų.
Minkštas pradžios laikas = 0,54 * CSS mikrofaradų sekundėmis
Tai reiškia, kad jei mes naudojame didesnį kondensatorių, paleidimo laikas tampa ilgesnis, todėl grandinė įjungiama sklandžiai, užuot staiga šokinėjant į visą įtampą, gerai.
PKLMT (smailės srovės riba) PIN kodas
Dabar mes ateiname į PKLMT, kuris reiškia didžiausią srovės ribą. Šis kaištis yra labai svarbus, nes nustato maksimalią srovę, kurią leidžiama valdyti „Power MOSFET“.
Tarkime, kad naudojame rezistoriaus daliklį, parodytą grandinės schemoje. Štai kas nutinka.
Įtampa PKLMT kaiščio įtampa siekia 0 voltų, kai įtampa nukrenta per dabartinį jutimo rezistorių:
7,5 voltų * 2 k / 10 k = 1,5 voltų
Jei mes naudojame 0,25 omo srovės jutimo rezistorių, tada šis 1,5 volto lašas atitinka srovę:
Srovė I = 1,5 / 0,25 omo = 6 amperai
Taigi tai reiškia, kad maksimali srovė yra ribota iki 6 amperų, gerai.
Bet dar vienas dalykas. TI rekomenduoja prijungti apėjimo kondensatorių iš PKLMT į žemę. Kodėl. Kadangi tai padeda išfiltruoti aukšto dažnio triukšmą, užtikrinant, kad dabartinis ribinis aptikimas tiksliai veikia ir nepaveiktų nepageidaujamų triukšmo smaigalių.
Valdymo įėjimai
Vsense (išvesties nuolatinės įtampos prasmė)
Gerai, dabar mes kalbame apie „Vsense“ kaištį. Šis kaištis naudojamas pajusti išėjimo nuolatinės srovės įtampą. Šios įvesties slenkstinė įtampa yra 7,5 voltų, o įvesties paklaidų srovė paprastai yra 50 nanoamperų.
Jei patikrinsime grandinės diagramos vertes, matome, kad jos yra pagrįstos 400 voltų nuolatinės srovės išėjimo įtampa. Šioje grandinėje įtampos stiprintuvas veikia su pastoviu žemo dažnio padidėjimu, kad išėjimo svyravimai būtų minimalūs.
Taip pat randame 47 „NanoFarad“ grįžtamojo ryšio kondensatorių, kuris sukuria 15 herco stulpų įtampos kilpoje. Kodėl mums to reikia? Nes tai neleidžia 120 „Hertz Ripple“ paveikti įvesties srovę, todėl operacija tampa stabilesnė, gerai.
IAC (linijos bangos forma)
Dabar pereikime prie IAC kaiščio. Ką tai daro? Tai padeda įsitikinti, kad linijos srovės bangos forma laikosi tokios pačios formos kaip ir linijos įtampa.
Taigi, kaip tai veikia? Į šį kaištį įeina nedidelis elektros linijos įtampos bangos formos pavyzdys. IC viduje šis signalas padauginamas iš įtampos stiprintuvo išvesties vidiniame daugiklyje. Rezultatas yra etaloninis signalas, kurį naudoja dabartinė valdymo kilpa, gerai.
Bet čia yra kažkas svarbaus. Šis įvestis nėra įtampos įvestis, o dabartinis įvestis, todėl mes jį vadiname IAC.
Dabar kaip nustatyti šią srovę? Mes naudojame rezistoriaus daliklį su 220 kilogramų ir 910 kilogramų. IAC kaiščio įtampa yra fiksuota 6 voltų viduje. Taigi šie rezistoriai pasirenkami taip, kad srovė, tekanti į IAC, prasideda nuo nulio esant kiekvienam nuliui perėjimui ir siekia apie 400 mikroamperų bangos formos smailėje.
Šioms rezistoriaus vertėms apskaičiuoti naudojame šias formules:
Rac = VPK / IACPK
kuris mums suteikia
RAC = (260 voltų kintamosios srovės * √2) / 400 mikroamperai = 910 kilo-OHM
kur VPK yra didžiausia linijos įtampa.
Dabar mes apskaičiuojame RREF naudodami:
Rref = rac / 4
Taigi, RREF = 220 kilogramų
