Modo de operación de corrección de Factor de potencia activa

Question

Estoy tratando de diseñar una fuente de alimentación SMPS con potencialmente muy diferentes cargas, por ejemplo de un vatio o dos a ~150W, y quiero incluir PFC Activo debido a la potencia media de la carga, así como usar esto como una experiencia de aprendizaje para familiarizarse con PFC activo en el diseño.

Mirando a través de la literatura, me encontré con el general de los pros y los contras de la lista por diferentes PFC activo modos de operación:

Discontinua Limitado en potencia máxima de salida de ~300W, que no es un factor importante aquí. El pico de corriente a través del inductor es mayor, sin embargo, lo mejor filtrado de EMI y más caro inductores debe ser utilizado. No hay ninguna significativa inversa de la recuperación de la corriente el impulso de diodo puede ser "más pequeño". En general el controlador de la viruta es más fácil/más barato.

Continuo Puede lograr una alta potencia de salida. Los picos de corriente a través del inductor son más pequeños, por lo que pequeños filtros EMI y los inductores pueden ser utilizados. Sin embargo, el impulso de diodo debe tener relativamente rápido de la inversa de los tiempos de recuperación. En general el controlador de la viruta es más complicado y caro. Como lo que yo puedo decir, sin embargo, este último punto de coste/complejidad no parece grande (para pequeñas cantidades, al menos).

También hay varios sub-modos como crítico de la conducción de modo (discontinuos), continua en modo de conducción continua (), el promedio de corriente (continua)...

No he encontrado ninguna razón continuo (en particular, el promedio actual) modos no puede ser utilizado de manera efectiva en las potencias inferiores, o no sería tan buen rendimiento (sabio), en comparación con un modo discontinuo. Existen razones/datos ¿por qué?

Que modo de operación debo seguir y por qué?

Answer 1

Mi experiencia con las fuentes PFC es principalmente teórica, pero como comentarios generales sobre las SMPS, puedo decir algunas cosas:

El modo continuo a veces tiene formas de onda más "bonitas". Este puede traducirse en armónicos más bajos, si te interesa. Por eso el modo discontinuo requiere un mejor filtrado.

La selección "correcta" de los modos puede ser menos preocupante. La mayor preocupación suele ser permanecer en un modo, porque sus controles están diseñados en torno a él. Las transiciones de modo tienden a ser más difíciles de manejar para los controladores.

Los convertidores Boost (que comparten mucho con las fuentes PFC, según tengo entendido) entrarán en modo discontinuo a bajas cargas. Lo que implica que un controlador de modo continuo bien diseñado probablemente puede manejar el modo discontinuo también. Me sorprendería que alguien comercializara un controlador que fallara con carga abierta.

Si fuera yo, probaría el control del modo continuo de la corriente media (que parece que te interesa). Me sorprendería que no hiciera lo que quieres. Las compensaciones parecen ser en su mayoría sobre el costo de los componentes, que parece que no se refieren a usted.

Answer 2

Según tengo entendido, la elección del modo de conducción discontinua (DCM) o del modo de conducción continua (CCM) en función del nivel de potencia se deriva del dimensionamiento de los componentes y de la eficiencia del convertidor.

El DCM no tendrá pérdidas en el encendido, ya que la corriente es cero al inicio de cada ciclo. Además, el valor del inductor puede ser bajo porque permitimos un alto rizado, lo que resulta en un componente más pequeño y barato. Esto es importante para el segmento de baja potencia. A cambio, las pérdidas de histéresis del inductor de refuerzo son altas debido a la elevada corriente de rizado. Y como señalas, el filtro debe ser mayor por la misma razón. Para potencias más altas, la corriente de pico aumenta, lo que supone un mayor esfuerzo para todos los componentes.

CCM tendrá mayores pérdidas de conmutación y el inductor debe ser mayor. Las pérdidas se transfieren del inductor a los componentes semiconductores. Tener un rizado más pequeño y una corriente de pico más baja conlleva una menor tensión en los componentes a medida que aumenta la potencia del convertidor.

Los convertidores PFC más avanzados funcionarán en ambos modos, ya que resulta difícil mantener la corriente continua alrededor del cruce por cero de la tensión sin tener un inductor de refuerzo muy grande. Además, las pérdidas de conmutación pueden disminuir ligeramente.