Pangunahing pagtatrabaho
Ngayon sa loob ng IC na ito marami kaming mahahalagang bloke ng gusali. Mayroong isang boltahe amplifier, pagkatapos ay isang analog multiplier at divider, isang kasalukuyang amplifier at isang PWM na tumatakbo sa isang nakapirming dalas.
Mayroon din kaming isang driver ng gate na gumagana nang maayos sa Power MOSFETS, pagkatapos ay isang sanggunian na 7.5V, isang bagay na tinatawag na isang linya ng anticipator, isang pag-load ng paghahambing, isang mababang-supply detector, at isang labis na paghahambing.
Kaya ang IC na ito ay gumagana gamit ang isang bagay na tinatawag na average na control ng kasalukuyang-mode. Nangangahulugan ito na kinokontrol nito ang kasalukuyang sa isang paraan na nagpapanatili ng dalas na naayos ngunit tinitiyak din na ang system ay mananatiling matatag at ang pagbaluktot ay mananatiling mababa.
Ngayon kung ihahambing natin ito sa rurok na kasalukuyang mode na kontrol, kung gayon ang average na uri ay mukhang mas mahusay dahil pinapanatili nito ang pag-input ng kasalukuyang alon ng maayos na sinusoidal nang hindi nangangailangan ng kabayaran sa slope at nang hindi masyadong sensitibo sa mga spike ng ingay.
Ang IC na ito ay may mataas na sangguniang boltahe at isang malakas na signal ng oscillator upang hindi ito madaling maapektuhan ng ingay. Gayundin dahil mayroon itong mabilis na PWM circuitry, maaari itong gumana sa paglipat ng mga frequency sa itaas ng 200kHz na medyo mataas.
Ngayon ay maaari nating gamitin ito sa parehong solong-phase at three-phase system at maaari itong hawakan ang mga boltahe ng input mula 75V hanggang 275V, habang nagtatrabaho din sa mga frequency ng linya ng AC kahit saan mula 50Hz hanggang sa 400Hz.
Ang isa pang magandang tampok ay kapag nagsimula ang IC, hindi ito gumuhit ng maraming lakas, kaya ang pagpapakain ng power supply ay hindi ito masobrahan.
Pagdating sa packaging, ang IC na ito ay dumating sa 16-pin plastic at ceramic dip (dual in-line package) na mga bersyon at mayroon ding mga pagpipilian sa ibabaw-mount na magagamit. Kaya sa pangkalahatan, isang medyo kapaki -pakinabang na IC para sa paggawa ng maayos na pagwawasto ng kadahilanan ng kuryente!
Detalyadong paglalarawan
Ang UC3854 IC na ito ay tumutulong sa amin na gawin ang aktibong pagwawasto ng kadahilanan ng kapangyarihan sa mga system kung hindi man, magkakaroon tayo ng isang di-sinusoidal na kasalukuyang nakuha mula sa isang linya ng lakas ng sinusoidal. Kaya tinitiyak ng IC na ito na ang system ay kumukuha ng kapangyarihan mula sa linya sa pinakamahusay na posibleng paraan habang pinapanatili ang linya ng kasalukuyang pagbaluktot hangga't maaari, ok?
Upang makamit ito, mayroon kaming average na kasalukuyang kontrol sa mode sa loob ng IC na ito, at kung ano ang ginagawa nito, pinapanatili nito ang kasalukuyang control na naayos na dalas ngunit sa parehong oras, tinitiyak din nito ang magandang katatagan at mababang pagbaluktot.
Ang magandang bagay tungkol sa average na kasalukuyang kontrol ng mode ay pinapayagan nito ang paglipat ng yugto ng Boost sa pagitan ng tuluy -tuloy na mode at walang tigil na mode nang hindi nagiging sanhi ng anumang mga isyu sa pagganap.
Ngunit kung ginamit namin ang kasalukuyang mode ng rurok ay kakailanganin namin ang kabayaran sa slope at hindi pa rin ito magagawang mapanatili ang isang perpektong linya ng sinusoidal. Dagdag na ang kasalukuyang mode ng rurok ay may posibilidad na umepekto nang higit pa sa mga transients ng ingay ngunit ang average na kasalukuyang mode ay hindi maaapektuhan ng marami, ok?
Ngayon ang UC3854 IC na ito ay mayroong lahat sa loob nito na kailangan nating gumawa ng isang supply ng kuryente na maaaring kunin ang kasalukuyang mahusay mula sa linya ng kuryente habang pinapanatili ang linya ng kasalukuyang pagbaluktot sa isang minimum.
Kaya narito mayroon kaming isang boltahe amplifier, isang analog multiplier at divider, isang kasalukuyang amplifier, at isang nakapirming-dalas na PWM lahat sa loob ng nag-iisang IC na ito.
Ngunit maghintay, ang IC na ito ay mayroon ding driver ng gate na ganap na katugma sa Power MOSFET, isang sanggunian na 7.5V, isang linya ng anticipator, isang pag-load ng pag-load, isang mababang-supply detector at isang overcurrent na paghahambing.
Kaya ang lahat ng kailangan natin para sa aktibong pagwawasto ng kadahilanan ng lakas ay nasa loob na, na ginagawang kapaki -pakinabang ang IC na ito para sa pagdidisenyo ng mahusay na mga suplay ng kuryente.
Ang UC3854 IC na ito ay mayroong lahat ng mga circuit sa loob na kailangan nating kontrolin ang isang corrector ng factor ng kuryente, di ba? Ngayon ang IC na ito ay pangunahing idinisenyo upang gumana sa average na kasalukuyang kontrol ng mode ngunit ang magandang bagay ay maaari rin nating gamitin ito sa iba't ibang mga topologies ng kuryente at mga pamamaraan ng kontrol kung nais natin. Kaya, medyo nababaluktot ito.
I -block ang diagram
Under-boltahe lockout at paganahin ang mga comparator
Kung titingnan natin ang diagram ng block, sa tuktok na kaliwang sulok, nakikita namin ang dalawang mahahalagang bagay-ang under-boltahe na lockout comparator at ang pag-aasawa ng paghahambing. Ang dalawang ito ay dapat na pareho sa estado ng 'totoo' para sa IC na magsimulang magtrabaho, OK?
Boltahe error amplifier at soft-start function
Pagkatapos ay mayroon kaming boltahe error amplifier na ang inverting input ay pupunta sa pin vsense. Ngayon sa diagram, nakikita namin ang ilang mga diode sa paligid ng error sa boltahe ngunit ang mga diode na ito ay nandiyan lamang upang matulungan kaming maunawaan kung paano gumagana ang mga panloob na circuit. Hindi sila aktwal na mga diode sa loob.
Ngayon ano ang tungkol sa non-inverting input ng error amplifier? Karaniwan itong kumokonekta sa isang sanggunian na 7.5V DC ngunit ginagamit din ito para sa malambot na pagsisimula.
Kaya kung ano ang mangyayari ay, kapag nagsisimula ang circuit, ang pag -setup na ito ay nagbibigay -daan sa boltahe control loop na magsimulang magtrabaho bago maabot ang output boltahe sa pangwakas na antas nito.
Sa ganitong paraan hindi namin nakuha ang nakakainis na turn-on na overshoot na maraming mga suplay ng kuryente.
Pagkatapos ay may isa pang perpektong diode sa diagram sa pagitan ng vsense at ang inverting input ng error amplifier ngunit narito lamang upang limasin ang anumang pagkalito - walang labis na pagbagsak ng diode sa aktwal na circuit. Sa halip, sa loob ng IC ginagawa namin ang lahat ng ito gamit ang mga amplifier ng kaugalian. Gayundin, mayroon kaming isang panloob na kasalukuyang mapagkukunan upang singilin ang soft-start na kapasitor ng tiyempo.
Pag -andar ng Multiplier
Ngayon pag -usapan natin ang tungkol sa multiplier. Ang output ng boltahe error amplifier ay magagamit sa pin vaout at ito rin ay isa sa mga input sa multiplier.
Ang isa pang input sa multiplier ay ang IAC, na nagmula sa mga rectifier ng input at tumutulong sa programa ng hugis ng alon. Ang IAC pin na ito ay panloob na gaganapin sa 6V at kumikilos bilang isang kasalukuyang input.
Pagkatapos ay mayroon kaming VFF na kung saan ay ang feedforward input at sa loob ng IC ang halaga nito ay makakakuha ng parisukat bago pumunta sa divider input ng multiplier.
Ang isa pang bagay na pumapasok sa multiplier ay ang ISET na nagmula sa Pin Rset, at nakakatulong ito na itakda ang maximum na output kasalukuyang.
Ngayon ano ang lumalabas sa multiplier? Ang kasalukuyang IMO na dumadaloy mula sa pin multout at nag-uugnay ito sa hindi pag-inverting ng input ng kasalukuyang error amplifier.
Kasalukuyang control at pulso lapad modulation
Ngayon ang inverting input ng kasalukuyang amplifier ay konektado sa pin isense at ang output nito ay pupunta sa PWM comparator, kung saan nakakakuha ito kumpara sa oscillator ramp signal mula sa pin CT.
Ang oscillator at comparator pagkatapos ay kontrolin ang set-reset flip-flop na kung saan naman ay nagtutulak ng mataas na kasalukuyang output sa pin GTDRV.
Ngayon upang maprotektahan ang kapangyarihan MOSFETS, ang output boltahe ng IC ay na -clamp sa loob sa 15V, kaya hindi namin tinatapos ang labis na labis na mga pintuang MOSFET.
Peak kasalukuyang limitasyon at mga koneksyon sa supply ng kuryente
Para sa kaligtasan, mayroong isang emergency peak kasalukuyang limitasyon function na kinokontrol ng pin pklmt. Kung ang pin na ito ay hinila nang bahagya sa ilalim ng lupa, pagkatapos ay ang output ng pulso ay nag -off kaagad.
Sa wakas mayroon kaming output ng sanggunian ng boltahe sa pin VREF at ang boltahe ng input ay pupunta sa pin VCC.
Impormasyon sa Application
OK, kaya ang IC na ito ay pangunahing ginagamit sa mga suplay ng kuryente ng AC-DC kung saan kailangan natin ng aktibong pagwawasto ng factor ng kuryente (PFC) mula sa isang unibersal na linya ng AC. Nangangahulugan ito na maaari nating gamitin ito sa mga system kung saan maaaring magkakaiba ang boltahe ng input ngunit kailangan pa rin nating tiyakin na ang kadahilanan ng kapangyarihan ay mananatiling mataas at ang pag -input ng kasalukuyang mga pagkakatugma ay manatiling mababa, ok?
Ngayon ang mga application na gumagamit ng UC3854 IC na ito ay karaniwang sumusunod sa Class D na kagamitan sa pag-input ng kasalukuyang mga pamantayan sa pagkakaisa, na bahagi ng EN61000-3-2.
Ito ay isang mahalagang pamantayan para sa mga suplay ng kuryente na may isang rated na kapangyarihan sa itaas ng 75W kaya kung nagdidisenyo tayo ng isang bagay na tulad nito, kung gayon ang IC na ito ay tumutulong sa amin na matugunan ang mga mahahalagang limitasyon ng pagbaluktot nang walang labis na abala.
Kung susuriin natin ang pagganap ng IC na ito sa isang 250W power factor correction circuit, pagkatapos ay makikita natin na ito ay maayos na nasubok gamit ang isang katumpakan na PFC at THD na pagsukat ng instrumento.
Ang mga resulta? Ang kadahilanan ng kapangyarihan ay 0.999 na halos perpekto at kabuuang maharmonya na pagbaluktot (THD) ay 3.81%lamang. Ang mga halagang ito ay sinusukat hanggang sa ika -50 harmonic ng dalas ng linya, sa nominal na boltahe ng input at buong pag -load. Kaya sinasabi nito sa amin na ang IC na ito ay maaaring makatulong sa amin na makakuha ng isang malinis at mahusay na pag -convert ng kapangyarihan.
Karaniwang application (diagram ng circuit ng PFC)
Kung titingnan natin ang figure sa itaas, nakikita namin ang isang tipikal na circuit ng aplikasyon kung saan ginagamit ang UC3854 IC bilang isang preregulator na may mataas na kadahilanan ng kapangyarihan at mataas na kahusayan.
Kaya paano ito binuo? Mayroon kaming dalawang pangunahing seksyon sa circuit na ito:
- Ang control circuit na itinayo sa paligid ng UC3854.
- Ang seksyon ng kapangyarihan na talagang humahawak sa pag -convert ng kapangyarihan.
Ngayon ang seksyon ng kapangyarihan dito ay isang boost converter at ang inductor sa loob nito ay gumagana sa tuluy -tuloy na mode ng pagpapadaloy (CCM).
Ano ang ibig sabihin nito na ang cycle ng tungkulin ay depende sa ratio ng boltahe ng input sa boltahe ng output, ok? Ngunit ang magandang bagay ay, dahil ang inductor ay gumagana sa tuluy -tuloy na mode, kaya ang input kasalukuyang ripple sa dalas ng paglipat ay mananatiling mababa.
Nangangahulugan ito na nakakakuha tayo ng mas kaunting ingay sa linya ng kuryente na mahalaga para sa pagsunod sa EMI.
Ngayon ang isang mahalagang bagay sa circuit na ito ay, ang boltahe ng output ay dapat palaging mas mataas kaysa sa rurok na boltahe ng pinakamataas na inaasahang boltahe ng pag -input ng AC. Kaya kailangan nating piliin ang lahat ng mga sangkap na maingat na tiyakin na mahawakan nila ang mga rating ng boltahe nang walang anumang isyu.
Sa buong pag -load, ang circuit ng preregulator na ito ay nakakamit ng isang kadahilanan ng kuryente na 0.99, kahit na ano ang boltahe ng linya ng input ng linya ng input, hangga't mananatili ito sa pagitan ng 80V hanggang 260V RMS. Nangangahulugan ito na kahit na nagbabago ang boltahe ng pag -input, epektibo pa rin ang circuit ng circuit.
Ngayon kung kailangan mo ng isang mas mataas na antas ng kuryente, maaari mo pa ring gamitin ang parehong circuit ngunit maaaring kailanganin mong gumawa ng maliit na pagbabago sa yugto ng kuryente. Kaya hindi mo na kailangang muling idisenyo ang lahat mula sa simula, mag -tweak lamang ng ilang mga bagay upang mahawakan ang mas mataas na mga kinakailangan sa kuryente.
Mga kinakailangan sa disenyo
Para sa nabanggit na halimbawa ng disenyo ng circuit ng PFC, gagamitin namin ang mga parameter tulad ng ipinahiwatig sa sumusunod na Talahanayan 1 bilang mga parameter ng pag -input.
Komprehensibong proseso ng disenyo
Ang power mosfet gate sa control yugto ng circuit ay tumatanggap ng PWM pulses (GTDRV) mula sa UC3854. Apat na magkakaibang mga pag -input sa chip ay nagtutulungan upang sabay -sabay na ayusin ang cycle ng tungkulin ng output na ito.
Ang mga idinagdag na kontrol ng isang pandiwang pantulong ay inaalok sa disenyo na ito. Nagsisilbi silang isang pangangalaga laban sa mga tiyak na lumilipas na sitwasyon para sa paglipat ng kapangyarihan ng MOSFET.
Mga input ng proteksyon
Ngayon pinag -uusapan natin ang tungkol sa mga input ng proteksyon sa IC na ito. Mahalaga ito sapagkat tinutulungan nila kaming kontrolin ang circuit sa kaso ng mga problema, pagkaantala ng power-up, o labis na mga sitwasyon, OK.
ENA (Paganahin) Pin
Ngayon, narito mayroon kaming ENA pin na nangangahulugan ng paganahin. Ang pin na ito ay dapat umabot sa 2.5 V bago ang mga output ng VREF at GTDRV ay maaaring i -on. Kaya nangangahulugan ito na maaari nating gamitin ang pin na ito upang i -shut down ang gate drive kung may mali o maaari nating gamitin ito upang maantala ang pagsisimula kapag ang circuit ay unang nagpapagana.
Ngunit may higit pa. Ang pin na ito ay may isang puwang ng hysteresis na 200 mV na tumutulong upang maiwasan ang hindi wastong paglipat o hindi ginustong mga turn-on dahil sa ingay. Kaya't sa sandaling tumawid ito ng 2.5 V, mananatili ito hanggang sa bumaba ang boltahe sa ibaba ng 2.3 V, na ginagawang mas matatag ang operasyon, OK.
Mayroon din kaming proteksyon sa undervoltage sa loob ng IC na direktang gumagana sa VCC. Ang IC ay i -on kapag ang VCC ay umabot sa 16 V at patayin kung ang VCC ay bumaba sa ibaba 10 V. Nangangahulugan ito na kung ang boltahe ng supply ng kuryente ay bumababa nang mababa, pagkatapos ay awtomatikong isasara ang IC upang maiwasan ang pagkakamali.
Ngunit kung hindi tayo gumagamit ng ENA pin, dapat nating ikonekta ito sa VCC gamit ang isang 100 kilo-ohm risistor. Kung hindi man ito ay maaaring lumutang at maging sanhi ng hindi kanais -nais na pag -uugali.
SS (malambot na pagsisimula) pin
Susunod na lumipat kami sa SS pin na nakatayo para sa malambot na pagsisimula. Kinokontrol nito kung gaano kabilis ang pagsisimula ng circuit sa pamamagitan ng pagbabawas ng sangguniang boltahe ng error amplifier sa panahon ng pagsisimula.
Karaniwan kung iwanan namin ang SS pin bukas pagkatapos ang sanggunian ng boltahe ay mananatili sa 7.5 V. ngunit kung ikinonekta namin ang isang capacitor CSS mula sa SS hanggang sa lupa pagkatapos ang panloob na kasalukuyang mapagkukunan sa loob ng IC ay singilin ang kapasitor na ito nang dahan -dahan.
Ang kasalukuyang singilin ay tungkol sa 14 milliamp kaya ang mga kapasitor ay singilin nang magkakasunod mula 0 V hanggang 7.5 V. Ang oras na kinakailangan upang mangyari ito ay ibinibigay ng pormula na ito.
Malambot na oras ng pagsisimula = 0.54 * CSS sa microfarads segundo
Nangangahulugan ito na kung gumagamit kami ng isang mas malaking kapasitor pagkatapos ang oras ng pagsisimula ay nagiging mas mahaba, na ginagawang maayos ang circuit sa halip na biglang tumalon sa buong boltahe, OK.
Pklmt (rurok kasalukuyang limitasyon) pin
Ngayon ay dumating kami sa PKLMT na nakatayo para sa rurok na kasalukuyang limitasyon. Napakahalaga ng pin na ito sapagkat itinatakda nito ang maximum na kasalukuyang pinapayagan na hawakan ng Power MOSFET.
Sabihin nating ginagamit namin ang risistor divider na ipinakita sa diagram ng circuit. Narito ang mangyayari.
Ang boltahe sa PKLMT pin ay umabot sa 0 volts kapag ang pagbagsak ng boltahe sa buong kasalukuyang resistor ay:
7.5 volts * 2 k / 10 k = 1.5 volts
Kung gumagamit kami ng isang 0.25 ohm kasalukuyang kahulugan ng resistor, kung gayon ang 1.5 volt drop na ito ay tumutugma sa isang kasalukuyang ng:
Kasalukuyang i = 1.5 / 0.25 ohms = 6 amperes
Kaya nangangahulugan ito na ang maximum na kasalukuyang ay limitado sa 6 na amperes, OK.
Ngunit isa pang bagay. Inirerekomenda ng TI na ikonekta namin ang isang bypass capacitor mula sa PKLMT hanggang sa lupa. Bakit. Dahil nakakatulong ito sa pag-filter ng ingay na may mataas na dalas, tinitiyak na gumagana nang tumpak ang kasalukuyang pagtuklas ng limitasyon at hindi maaapektuhan ng mga hindi ginustong mga spike ng ingay.
Control input
Vsense (output dc boltahe kahulugan)
Ok, ngayon pinag -uusapan natin ang tungkol sa vsense pin. Ang pin na ito ay ginagamit upang madama ang output DC boltahe. Ang boltahe ng threshold para sa input na ito ay 7.5 volts, at ang kasalukuyang bias ng input ay karaniwang 50 nanoamperes.
Kung susuriin natin ang mga halaga sa diagram ng circuit nakikita namin na batay sa isang output boltahe ng 400 volts DC. Sa circuit na ito, ang boltahe amplifier ay gumagana sa isang palaging mababang-dalas na pakinabang upang mapanatili ang minimal na pagbabagu-bago ng output.
Nakakahanap din kami ng isang 47 nanofarad feedback capacitor na lumilikha ng isang 15 hertz poste sa boltahe ng boltahe. Bakit kailangan natin ito? Dahil pinipigilan nito ang 120 hertz ripple mula sa nakakaapekto sa kasalukuyang input, na ginagawang mas matatag ang operasyon, OK.
IAC (linya ng alon)
Ngayon lumipat tayo sa IAC pin. Ano ang ginagawa nito? Makakatulong ito upang matiyak na ang linya ng kasalukuyang alon ay sumusunod sa parehong hugis ng boltahe ng linya.
Kaya paano ito gumagana? Ang isang maliit na sample ng power line boltahe na alon ay pinakain sa pin na ito. Sa loob ng IC, ang signal na ito ay pinarami ng output ng boltahe amplifier sa panloob na multiplier. Ang resulta ay isang signal ng sanggunian na ginamit ng kasalukuyang control loop, OK.
Ngunit narito ang isang bagay na mahalaga. Ang input na ito ay hindi isang input ng boltahe ngunit isang kasalukuyang input at iyon ang dahilan kung bakit tinawag natin itong IAC.
Ngayon paano natin itatakda ang kasalukuyang ito? Gumagamit kami ng isang risistor divider na may 220 kilo-ohms at 910 kilo-ohms. Ang boltahe sa IAC pin ay panloob na naayos sa 6 volts. Kaya ang mga resistors na ito ay pinili sa paraang ang kasalukuyang dumadaloy sa IAC ay nagsisimula mula sa zero sa bawat zero na pagtawid at umabot sa halos 400 microamperes sa rurok ng alon.
Ginagamit namin ang mga sumusunod na formula upang makalkula ang mga halagang risistor na ito:
Rac = vpk / iacpk
na nagbibigay sa atin
Rac = (260 volts ac * √2) / 400 microamperes = 910 kilo-ohms
kung saan ang VPK ay ang boltahe ng linya ng rurok.
Ngayon, kinakalkula namin ang RREF gamit ang:
RREF = RAC / 4
Kaya, rref = 220 kilo-ohms
