Circuit de correction du facteur de puissance (PFC) - Tutoriel

Circuit de correction du facteur de puissance (PFC) - Tutoriel

Le message détaille les différentes méthodes de configuration d'un circuit de correction du facteur de puissance ou d'un circuit PFC dans les conceptions SMPS, et explique les meilleures options de pratique pour ces topologies afin qu'il soit conforme aux directives de restriction PFC modernes.



Concevoir des circuits d'alimentation efficaces n'a jamais été facile, mais au fil du temps, les chercheurs ont pu résoudre la plupart des problèmes préoccupants, et tout à fait dans le même esprit, les conceptions SMPS modernes sont également optimisées avec les meilleurs résultats possibles, grâce à les normes réglementaires émergentes qui ont joué un rôle important dans la mise en œuvre de paramètres de qualité plus stricts pour les blocs d'alimentation modernes.

Directives PFC

Les restrictions modernes de qualité de l'alimentation électrique sont fixées de manière assez agressive, collectivement par les efforts des fabricants, des fournisseurs et d'autres organes directeurs concernés.





Parmi les nombreux paramètres de qualité définis pour les conceptions d'alimentation électrique modernes, la correction de correction du facteur de puissance (PFC), qui se présente en réalité sous la forme d'une annulation d'harmoniques, a été déclarée comme une exigence obligatoire par les règles CEI 61000-3-2.

Pour cette raison, les concepteurs sont obligés de relever des défis plus difficiles dans la conception d'étapes de correction du facteur de puissance dans leurs conceptions d'alimentation afin de répondre à ces lois modernes strictes, et avec des alimentations de plus en plus redoutables avec ses spécifications et sa gamme d'applications, structurant les circuits PFC appropriés. ne devient pas plus facile pour les nombreux fabricants dans l'arène.



Les tutoriels présentés sont spécialement dédiés à toutes les associations et professionnels qui sont dans la fabrication ou conception de SMPS flyback pour les faciliter avec les conceptions et les calculs PFC les plus idéaux selon leurs besoins individuels.

Les discussions incluses dans ces didacticiels vous aideront à concevoir des circuits PFC, même pour des unités de grande taille allant jusqu'à 400 watts, 0,75 ampères.

Les lecteurs auront également l'occasion d'en apprendre davantage sur la sélection de convertisseurs isolés à un étage qui comprend également des pilotes de LED.Le tutoriel et les instructions de conception étape par étape ainsi que les comparaisons au niveau du système, les nombreux concepteurs activement impliqués dans le domaine de l'électronique de puissance seront éclairés pour adopter l'approche la plus optimale pour leurs besoins d'application spécifiques

Objectif de correction du facteur de puissance

L'optimisation du circuit de correction du facteur de puissance au sein des unités modernes SMPS (alimentation à découpage) pourrait évoluer dans un passé récent en raison de l'avènement d'un certain nombre de circuits intégrés pertinents avancés (CI), ce qui a permis de définir différentes conceptions de PFC ayant des modes de fonctionnement et avec une capacité de gestion des défis individuels.

Avec l'augmentation de la gamme de topologies SMPS, la complexité de la conception et de la mise en œuvre de PFC s'est également aggravée de nos jours.

Dans le premier tutoriel, nous apprendrons les détails opérationnels de la conception qui sont principalement préférés par les professionnels les corrections.

Fondamentalement, la correction du facteur de puissance aide à optimiser le courant d'entrée dans les alimentations hors ligne afin que celles-ci puissent améliorer la puissance réelle de l'entrée secteur disponible.

Selon l'exigence normale, un appareil électrique donné doit s'émuler comme une charge ayant une résistivité pure, de sorte qu'il lui permette d'avoir une consommation d'énergie réactive nulle.

Cette condition se traduit par la génération de courants harmoniques d'entrée quasiment nuls, c'est-à-dire qu'elle permet au courant consommé d'être parfaitement en phase avec la tension d'alimentation d'entrée qui se présente normalement sous la forme d'une onde sinusoïdale.

Cette réalisation permet à l'appareil de consommer la «puissance réelle» du secteur aux niveaux les plus optimaux et les plus efficaces, ce qui permet à son tour de minimiser le gaspillage d'électricité et d'augmenter son efficacité.

Cette utilisation efficace de l'électricité permet non seulement à l'appareil de se présenter de la manière la plus efficace, mais également aux sociétés de services publics et aux biens d'équipement impliqués pour le processus.

La caractéristique ci-dessus permet en outre aux lignes électriques d'être exemptes d'harmoniques et des interférences résultantes à travers les dispositifs du réseau.

Outre les avantages mentionnés ci-dessus, l'inclusion d'un PFC dans les blocs d'alimentation modernes permet également de se conformer aux exigences réglementaires définies en Europe et au Japon avec la norme CEI61000-3-2 que tous les équipements électriques doivent qualifier.

La condition mentionnée ci-dessus a été réglementée pour la plupart des appareils électroniques qui peuvent être évalués à plus de 75 watts selon les normes d'équipement de classe D ou qui sont encore plus élevés, en spécifiant l'amplitude la plus élevée des harmoniques de fréquence de ligne allant jusqu'à la 39e harmonique.

En dehors de ces normes, le PFC est également utilisé pour garantir d'autres efficacités telles que Energy Star 5.0 vitale pour les ordinateurs et Energy Star 2.0 pour les systèmes d'alimentation et les téléviseurs depuis 2008.

Définition du facteur de puissance

La correction PFC ou facteur de puissance peut être définie comme le rapport de la puissance réelle à la puissance apparente, et exprimée comme suit:

PF = Puissance réelle / Puissance apparente, où la puissance réelle est exprimée en
Watts, tandis que la puissance apparente est exprimée en VA.

Dans cette expression, la puissance réelle est déterminée comme la moyenne du produit instantané du courant et de la tension à travers une phase ou un cycle, tandis que la puissance apparente est considérée comme la valeur RMS du courant multipliée par la tension.

Cela suggère que chaque fois que les homologues de courant et de tension sont sinusoïdaux et en phase l'un avec l'autre, le facteur de puissance résultant est de 1,0.

Cependant, dans une condition où le courant, les paramètres de tension sont sinusoïdaux mais pas en phase, donne lieu à un facteur de puissance qui est le cosinus de l'angle de phase.

Les conditions de facteur de puissance décrites ci-dessus s'appliquent dans les cas où la tension et le courant sont tous deux des ondes sinusoïdales pures, en conjonction avec une situation où la charge d'accompagnement est composée de composants résistifs, inductifs et capacitifs qui peuvent être tous de nature non linéaire, que ne se règle pas avec les paramètres de courant d'entrée et de tension.

Les topologies SMPS introduisent généralement une impédance non linéaire dans la ligne secteur en raison de la nature expliquée ci-dessus de ses circuits.

Comment fonctionne SMPS

Un circuit SMPS comprend essentiellement un étage redresseur à l'entrée qui pourrait être une demi-onde ou un redresseur pleine onde et un condensateur de filtrage complémentaire pour maintenir la tension redressée à travers lui au niveau de crête de l'onde sinusoïdale d'alimentation d'entrée jusqu'au moment du pic suivant. une onde sinusoïdale apparaît et répète le cycle de charge de ce condensateur, ce qui entraîne la tension constante de crête requise à travers celui-ci.

Ce processus de charge du condensateur à chaque cycle de crête du courant alternatif exige que l'entrée soit équipée d'un courant suffisant pour satisfaire la consommation de charge du SMPS, entre ces intervalles de crête.

Le cycle est mis en œuvre en déversant rapidement un courant important dans le condensateur, qui est appliqué à la charge par décharge jusqu'à ce que le prochain cycle de pointe arrive.

Pour ce motif de charge et de décharge inégale, il est recommandé que le courant d'impulsion du condensateur soit évalué 15% plus haut que l'exigence moyenne de la charge.

pour le condensateur PFC est évalué 15% plus haut que l

Nous pouvons voir sur la figure ci-dessus qu'en dépit de la quantité importante de distorsion, la tension et les paramètres de courant sont apparemment en phase l'un avec l'autre.

Cependant, si nous appliquons le terme «cosinus d'angle de phase» à ce qui précède, cela donnerait lieu à une inférence incorrecte concernant l'alimentation ayant un facteur de puissance de 1,0

Les formes d'onde supérieure et inférieure indiquent la quantité de contenu harmonique du courant.

Ici, le «contenu harmonique fondamental» est indiqué en comparaison avec une amplitude de 100%, tandis que les harmoniques supérieures sont présentées comme les pourcentages supplémentaires de l'amplitude fondamentale.

Cependant, comme la puissance réelle n'est déterminée que par la composante fondamentale, alors que les autres harmoniques supplémentaires ne représentent que la puissance apparente, le facteur de puissance réel peut être tout à fait inférieur à 1,0.

Nous appelons cette déviation par le terme facteur de distorsion qui est fondamentalement responsable de la création d'un facteur de puissance non unitaire dans les unités SMPS.

Expression pour une puissance réelle et apparente

Une expression générale qui aborde le lien entre la puissance réelle et la puissance apparente peut être donnée comme suit:

connexion entre le réel et le pouvoir apparent

Où cosΦ forme le facteur de déplacement émergeant de l'angle de phase Φ entre les formes d'onde courant / tension et cosΦ représente le facteur de distorsion.

angle Φ entre les formes d

En se référant au schéma ci-dessous, on peut assister à une situation qui montre une correction parfaite du facteur de puissance.

correction parfaite du facteur de puissance.

Nous pouvons voir qu'ici la forme d'onde de courant reproduit idéalement la forme d'onde de tension car les deux fonctionnent apparemment en phase et en synchronisation l'une avec l'autre.

Par conséquent, ici, les harmoniques de courant d'entrée peuvent être supposées être presque nulles.

Correction du facteur de puissance par rapport à la réduction harmonique

En regardant les illustrations précédentes, il est évident que le facteur de puissance et les harmoniques faibles fonctionnent en synchronisation les uns avec les autres.

Il est généralement perçu que si des limites pour les harmoniques respectives sont définies, cela pourrait aider à restreindre la contamination du courant d'entrée dans les lignes électriques en éliminant les perturbations de courant parasite avec les autres appareils à proximité.

Par conséquent, alors que le traitement du courant d'entrée peut être appelé «correction du facteur de puissance», l'amplitude de la sortie du raffinement pensait que ce traitement est compris comme un contenu harmonique selon les directives internationales.

Pour les topologies SMPS, c'est normalement l'élément de déplacement qui est approximativement à l'unité, donnant lieu aux relations suivantes entre le facteur de puissance et la distorsion harmonique.

relations entre le facteur de puissance et la distorsion harmonique.

Dans l'expression, le THD représente la distorsion harmonique totale comme la somme quadratique des harmoniques nuisibles sur le contenu fondamental, exprimant le poids relatif du contenu harmonique associé par rapport à la contrepartie fondamentale, l'autre équation associe le chiffre absolu du THD et pas dans la proportion de%, exprimant que THD doit être essentiellement nul pour créer un PF unitaire.

Types de correction du facteur de puissance

La caractéristique de forme d'onde d'entrée dans la figure ci-dessus démontre un type «actif» typique de correction du facteur de puissance pour un dispositif SMPS introduit entre une configuration de redresseur d'entrée et un condensateur de filtre, et à travers un circuit intégré PFC contrôlant les procédures avec les circuits associés pour s'assurer que le courant d'entrée suit de manière cohérente la forme d'onde de la tension d'entrée.

Ce type de traitement peut être considéré comme le type le plus répandu de PFC utilisé dans les circuits SMPS modernes, comme le montre la figure ci-dessous.

Cela dit, il n'est en aucun cas obligatoire que seules les versions «actives» utilisant des circuits intégrés et des semi-conducteurs soient utilisées pour le PFC proposé, toute autre forme de conception pouvant garantir une quantité raisonnable de PFC inférieure aux réglementations établies est normalement la bienvenue.

On a remarqué qu'en fait une seule inductance remplaçant la position de l'homologue «actif» est capable de rejeter de manière assez satisfaisante les harmoniques en contrôlant les pics et en distribuant le courant uniformément en synchronisation avec la tension d'entrée de manière assez efficace.

Conception PFC passive

Cependant, cette forme de contrôle passif de PFC pourrait exiger un inducteur à noyau de fer significativement encombrant et peut donc être utilisée pour des applications dans lesquelles la compacité n'est pas une exigence cruciale. (page 12)

Un inducteur passif unique pourrait sembler être une solution rapide pour le PFC, mais pour les applications à haute puissance, la taille pourrait commencer à devenir inintéressante en raison de ses dimensions impraticables.

Dans le graphique ci-dessous, nous pouvons observer les caractéristiques d'entrée de trois nombres de variantes SMPS PC de 250 watts, chacune représentant une forme d'onde actuelle à un facteur d'échelle équivalent.

Nous pouvons facilement voir que le résultat obtenu à partir d'un PFC à base d'inductance passive est 33% de pics de courant plus élevés qu'avec un filtre PFC actif.

Même si cela peut être en mesure de passer les normes IEC61000-3-2, il ne sera certainement pas à la hauteur de la récente règle d'exigence plus stricte 0.9PF, et échouerait au niveau d'acceptation QC, défini selon ces nouvelles normes.

Schéma fonctionnel de base

Schéma fonctionnel PFC

En raison de la tendance actuelle du marché électronique où nous pouvons voir les coûts du cuivre augmenter parallèlement à l'augmentation du processus des noyaux magnétiques et à l'introduction de matériaux semi-conducteurs modernes et beaucoup moins chers, ce ne sera pas une surprise si nous remarquons l'approche PFC active. devenir extrêmement populaire que son homologue passif.

Et cette tendance pourrait être perçue comme se renforçant encore plus dans le futur, présentant des solutions PFC de plus en plus avancées et améliorées pour les nombreux concepteurs et fabricants de SMPS.

Comparaison des harmoniques de ligne d

Comparaison des harmoniques de ligne d'entrée avec les normes CEI610003-2

Dans la figure ci-dessous, nous pouvons voir les traces de trois résultats SMPS PC séparés de 250 watts en référence aux restrictions CEI6000-3-2. La restriction indiquée est valable pour tous les gadgets de classe D tels que les PC, les téléviseurs et leurs moniteurs.

La limite de contenu harmonique indiquée est fixée en fonction de la puissance d'entrée des appareils. Pour les produits liés aux lumières telles que les lumières LED, les lampes CFL, les restrictions de classe C sont normalement suivies, qui sont identiques à leurs limites de puissance d'entrée.

D'autres produits électroniques non conventionnels trouvent leur limite PFC fixée proportionnellement à une puissance d'entrée minimale de 600 watts.

Si nous regardons la trace PFC passive, nous trouvons qu'elle n'est guère conforme à la limite de restriction définie, juste un genre de situation touch and go (à l'harmonique no3)

Numéro d

Analyse des fonctionnalités PFC passives

Dans la figure suivante, nous pouvons voir un exemple classique de circuit PFC passif conçu pour une alimentation PC traditionnelle. La chose notable ici est la connexion de la prise centrale de l'inductance PFC avec la tension d'entrée de la ligne d'entrée.

En mode de sélection 220V (interrupteur ouvert), les deux sections entières de l'inductance sont appliquées avec le réseau de redresseur fonctionnant comme un circuit redresseur à pont complet.

Cependant, dans le mode 110V (interrupteur fermé), seulement 50% ou la moitié de la bobine est utilisée à travers la section latérale gauche de la bobine en cours de mise en œuvre, tandis que la section redresseur est maintenant transformée en un circuit doubleur redresseur demi-onde.

Étant donné que la sélection 220V est liée à générer environ 330V après le redressement pleine onde, cela forme l'entrée de bus pour le SMPS et possède la possibilité de fluctuer de manière significative en fonction de la tension de ligne d'entrée.

Exemple de schéma de circuit

exemple de circuit PFC

Bien que cette conception passive de PFC puisse sembler assez simple et impressionnante avec ses performances, elle pourrait présenter quelques inconvénients notables.

Outre la nature encombrante du PFC, deux autres choses qui affectent ses performances sont d'abord, l'inclusion d'un interrupteur mécanique qui rend le système vulnérable à une éventuelle erreur humaine lors du fonctionnement de l'unité, ainsi que les problèmes d'usure associés.

Deuxièmement, la tension de ligne non stabilisée entraîne des inefficacités relatives sur les fronts de la rentabilité et de la précision de conversion de puissance CC en CC liées à la sortie PFC.

Contrôleurs de mode de conduction critique (CrM)

L'étage de contrôleur appelé mode de conduction critique qui est également appelé mode de transition ou contrôleur de mode de conduction limite (BCM) sont des configurations de circuits qui peuvent être trouvées efficacement utilisées dans les applications d'électronique d'éclairage. Bien qu'étant sans tracas avec sa convivialité, ces contrôleurs sont relativement chers.

Le schéma 1-8 suivant montre une conception de circuit de contrôleur CrM ordinaire.

Contrôleur CrM PFC

En règle générale, un contrôleur CrM PFC possède le type de circuit illustré ci-dessus, qui peut être compris à l'aide des points suivants:

Une entrée d'un étage multiplicateur de référence reçoit un signal dimensionné de manière appropriée d'une sortie d'amplificateur d'erreur associée ayant un pôle basse fréquence.

L'autre entrée du multiplicateur peut être considérée comme référencée avec une tension bloquée CC stabilisée extraite d'une entrée de ligne CA redressée.

Ainsi, la sortie résultante du multiplicateur est le produit du CC relatif de la sortie de l'amplificateur d'erreur et du signal référencé sous la forme d'impulsions sinusoïdales CA pleine onde provenant de l'entrée CA.

Cette sortie de l'étage multiplicateur peut également être vue sous la forme d'impulsions sinusoïdales pleine onde mais réduite de manière appropriée proportionnellement au signal d'erreur appliqué (facteur de gain) utilisé comme référence pour la tension d'entrée.

L'amplitude du signal de cette source est ajustée de manière appropriée afin de mettre en œuvre la bonne puissance moyenne spécifiée et d'assurer une tension de sortie régulée appropriée.

L'étage qui est responsable du traitement de l'amplitude du courant fait circuler le courant conformément à la forme d'onde de sortie du multiplicateur, mais on peut s'attendre à ce que l'amplitude du signal de courant de fréquence de ligne (après lissage) soit la moitié de celle de cette référence de l'étage multiplicateur. .

Ici, les opérations par circuit de mise en forme de courant peuvent être comprises comme suit:

circuits de mise en forme de courant

En se référant au schéma ci-dessus, Vref représente le signal sortant de l'étage multiplicateur, qui est en outre fourni à l'un des amplificateurs opérationnels d'un comparateur dont la deuxième entrée est référencée avec le signal de forme d'onde actuel.

Sur l'interrupteur d'alimentation, le courant à travers l'inductance augmente lentement jusqu'à ce que le signal à travers le shunt ait atteint le niveau Vref.

Cela force le comparateur à changer sa sortie de Marche à Arrêt en coupant l'alimentation du circuit.

Dès que cela se produit, la tension qui montait progressivement à travers l'inductance commence à chuter lentement vers zéro et une fois qu'elle touche zéro, la sortie de l'amplificateur optique revient et se rallume, et le cycle se répète.

Comme l'indique le nom de la caractéristique ci-dessus, la configuration de commande du système ne permet jamais au courant d'inducteur de dépasser la limite prédéterminée à travers les modes de commutation continu et discontinu.

Cet agencement aide à prédire et à calculer la relation entre le niveau de courant de crête moyen de la sortie résultante de l'amplificateur opérationnel. Puisque la réponse est sous la forme d'ondes triangulaires, la moyenne de la forme d'onde signifie précisément 50% des pics réels des formes d'onde triangulaires.

Cela implique que la valeur moyenne résultante du signal de courant des ondes triangulaires serait = courant d'inductance x R sens ou simplement mettre la moitié du niveau de référence préréglé (Vref) de l'amplificateur opérationnel.

La fréquence d'un régulateur utilisant le principe ci-dessus dépendra de la tension de ligne et du courant de charge. La fréquence peut être beaucoup plus élevée à des tensions de ligne plus élevées et peut varier lorsque l'entrée de ligne varie.

Mode de conduction critique à fréquence limitée (FCCrM)

Malgré sa popularité dans diverses applications de contrôle PFC d'alimentation industrielle, le contrôleur CrM expliqué ci-dessus présente certains inconvénients inhérents.

Le principal défaut de ce type de contrôle PFC actif est son instabilité de fréquence par rapport aux conditions de ligne et de charge, qui montre une augmentation de la fréquence avec des charges plus légères et des tensions de ligne plus élevées, et également à chaque fois que l'onde sinusoïdale d'entrée s'approche des passages à zéro.

Si une tentative est faite pour résoudre ce problème en ajoutant une pince de fréquence, il en résulte une sortie avec une forme d'onde de courant déformée, ce qui semble inévitable en raison du fait que «Ton» reste non ajusté pour cette procédure.

ajout d

Cependant, le développement d'une technique alternative permet d'obtenir une véritable correction du facteur de puissance même en mode discontinu (DCM). Le principe de fonctionnement peut être étudié dans la figure ci-dessous et avec les équations ci-jointes.

En se référant au diagramme ci-dessus, le courant de crête de la bobine peut être évalué en résolvant:

courant de crête de bobine

Le courant de bobine moyen par rapport au cycle de commutation (qui est en outre supposé comme le courant de ligne instantané pour le cycle de commutation donné, en raison du fait que la fréquence de commutation est généralement supérieure à la fréquence de ligne sur laquelle les variations de la tension de ligne se produisent ), s'exprime par la formule:

La combinaison de la relation ci-dessus et la simplification des termes donne ce qui suit:

L'expression ci-dessus indique clairement et implique que dans le cas où un procédé est mis en œuvre dans lequel un algorithme prend soin de maintenir ton.tcycle / Tsw à un niveau constant, cela nous permettrait d'obtenir un courant sinusoïdal ayant un facteur de puissance unitaire même dans le discontinu. mode de fonctionnement.

Bien que les considérations ci-dessus révèlent certains avantages distincts pour la technique de contrôleur DCM proposée, elle ne semble pas être le choix idéal en raison des niveaux de courant de crête élevés associés, comme le montre le tableau suivant:

avantages distincts pour la technique de contrôleur DCM proposée

Afin d'obtenir des conditions PFC idéales, une approche raisonnable serait de mettre en œuvre une condition dans laquelle les modes de fonctionnement DCM et Crm sont fusionnés pour tirer le meilleur parti de ces deux homologues.

Par conséquent, lorsque les conditions de charge ne sont pas lourdes et que le CrM fonctionne à haute fréquence, le circuit opte pour un mode de fonctionnement DCM, et dans le cas où le courant de charge est élevé, la condition Crm est autorisée à persister de sorte que les pics de courant ne pas tendance à franchir les limites élevées indésirables.

Ce type d'optimisation à travers les deux modes de contrôle suggérés peut être mieux visualisé dans la figure suivante où les avantages des deux modes de contrôle sont fusionnés pour obtenir les solutions les plus souhaitables.

mode de conduction continue du PFC

Continue le mode de conduction

Le mode de conduction continue du PFC pourrait devenir très populaire dans les conceptions SMPS en raison de leur fonctionnalité et de leur plage d'application flexibles et des nombreux avantages associés.

Dans ce mode, la contrainte de crête actuelle est maintenue à un niveau inférieur, ce qui réduit les pertes de commutation dans les composants concernés, et en outre l'ondulation d'entrée est rendue à un niveau minimal avec une fréquence relativement constante, ce qui permet à son tour le processus de lissage beaucoup plus simple pour le même.
Les attributs suivants associés au type CCM de PFC doivent être discutés un peu plus en détail.

Contrôle Vrms2

L'un des attributs vitaux avec la plupart des conceptions PFC universellement appliquées est le signal de référence qui doit être une imitation de steppe vers le bas du volage d'entrée redressé.

Cet équivalent redressé minimisé de la tension d'entrée est finalement appliqué dans le circuit pour façonner la forme d'onde correcte pour le courant de sortie.

Comme discuté ci-dessus, un étage de circuit multiplicateur est normalement utilisé pour cette opération, mais comme nous savons qu'un étage de circuit multiplicateur pourrait être relativement moins rentable qu'un système multiplicateur traditionnel à deux entrées.

Un exemple de mise en page classique peut être vu dans la figure ci-dessous qui montre une approche PFC en mode continu.

Comme on peut le voir, ici le convertisseur élévateur est déclenché à l'aide d'un PWM en mode courant moyen, qui devient responsable du dimensionnement du courant inducteur (courant d'entrée du convertisseur), en référence au signal de courant de commande, V (i) , qui peut être vu comme l'équivalent réduit de la tension d'entrée V (in) à une proportion de VDIV.

Ceci est mis en œuvre en divisant le signal de tension d'erreur par le carré du signal de tension d'entrée (lissé par le condensateur Cf, afin de créer un facteur d'échelle simplifié en référence au niveau de tension d'entrée).


Bien que vous puissiez trouver un peu gênant de voir le signal d'erreur divisé par le carré de la tension d'entrée, la raison derrière cette mesure est de créer un gain de boucle (ou une réponse dépendante des transitoires) qui peut ne pas être basé sur la tension d'entrée déclenchement.

La quadrature de la tension au dénominateur se neutralise avec la valeur de Vsin avec la fonction de transfert de la commande PWM (la proportionnalité de la pente du graphique de courant de l'inducteur avec la tension d'entrée).

Cependant, un inconvénient de cette forme de PFC est la flexibilité du multiplicateur, ce qui oblige cette étape à être un peu surdimensionnée, en particulier les sections de gestion de puissance du circuit, de sorte qu'elle supporte même les pires scénarios de dissipation de puissance.

Contrôle du mode courant moyen

Dans la figure ci-dessus, nous pouvons voir comment le signal de référence produit à partir du multiplicateur V (i) signifie la forme de la forme d'onde et la plage de mise à l'échelle du courant d'entrée PFC.

L'étage PWM indiqué devient responsable de garantir un courant d'entrée moyen égal à la valeur de référence. La procédure est exécutée à travers un étage de contrôleur de mode courant moyen, comme le montre la figure ci-dessous.

Contrôle du mode courant moyen

La commande de mode de courant moyen est essentiellement configurée pour réguler le courant moyen (entrée / sortie) en référence au signal de commande Icp, qui à son tour est créé en utilisant une boucle CC basse fréquence à travers un étage de circuit amplificateur d'erreur, et ce n'est rien d'autre que le courant équivalent correspondant au signal Vi qui est représenté sur la figure précédente à celui-ci.

L'amplificateur de courant de l'étage fonctionne comme un intégrateur de courant ainsi qu'un amplificateur d'erreur, afin de réguler la forme de la forme d'onde, tandis que le signal Icp qui est généré à travers Rcp devient responsable de l'exécution de la commande de tension d'entrée CC.

Afin d'assurer une réponse linéaire de l'amplificateur de courant, son entrée doit être similaire, ce qui signifie que la différence de potentiel générée à travers R (shunt) doit être similaire à la tension générée autour de Rcp, car nous ne pouvons pas avoir de courant continu à travers le entrée de résistance non inverseuse de l'amplificateur de courant.

La sortie générée par l'amplificateur de courant est supposée être un signal d'erreur «basse fréquence» dépendant du courant moyen du shunt, ainsi que du signal de l'Isp.

Maintenant, un oscillateur génère un signal en dents de scie qui est utilisé pour comparer le signal ci-dessus avec lui, tout comme cela a été fait avec la conception de commande de mode de tension.

Il en résulte la création de PWM déterminées en comparant les deux signaux mentionnés ci-dessus.

Solutions PFC avancées

Les différentes méthodes de contrôle PFC décrites ci-dessus (CrM, CCM, DCM) et leurs variantes offrent aux concepteurs diverses options de configuration des circuits PFC.

Cependant, malgré ces options, la recherche cohérente pour obtenir des modules meilleurs et plus avancés en termes d'efficacité a permis de diagnostiquer des conceptions plus sophistiquées pour ces applications.

Nous en discuterons plus à ce sujet au fur et à mesure que cet article est mis à jour avec les dernières informations sur le sujet.




Une paire de: Comment sélectionner le bon chargeur pour batterie Li-Ion Un article: Circuit de pousse-pousse solaire E