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你好!

我们一直在开发基于 ICE3PCS01G 的交流/直流升压 PFC。

规格如下:

  • 输入:24VAC
  • 基于ADI LT4320 IC的有源二极管桥接器
  • 输出:34 伏直流电
  • 输出电流:12A
  • 频率:100kHz
  • 升压电感器:10uH,IHDF1300AEEH100K10
  • Boost FET:FDMS86500L
  • FET 栅极驱动电阻:5 欧姆
  • 升压二极管:DSB60C60HB
  • 升压二极管与散热器隔离,散热器与 Pgnd 相连
  • 输出电容:4*4700uF 50V 电解电容

在测试过程中,我们遇到了一个问题,即在34V DC下输出电流约为6A时,输入电流偏离理想的正弦波。

我们已经缩小了问题的范围,看来这种失真只有在PFC IC的占空比在两个周期之间突然变化时才会发生。

到目前为止我们已经证实的是:

  • 没有门源振铃
  • 增加栅极电阻器可增加可用电流而不会失真(不幸的是,FET 在大约 15 欧姆时开始过热)
  • 将电感器增加到 100uH 对失真影响不大
  • 增加输出体积电容对失真没有影响
  • 将理想二极管桥改为标准二极管桥对失真没有影响
  • 更改开关频率对失真影响很小(尝试在 40-200kHz 之间)
  • 将分流电阻从 4mR 降低到 2mR 对失真没有影响-> 看来这不是过流问题
  • PFC 逻辑电源稳定且无噪音 (20V)

将低阻抗薄膜电容(~1-3uF)非常靠近Vout和Pgnd之间的升压二极管有助于将电流从6安培增加到8安培,但增加更多电容会产生递减的回报。

从 Vout 到输入 AC1 和 AC2 的低阻抗薄膜电容似乎可以降低噪声,但这也会产生递减的收益。

唯一显著增加可用电流的因素是将栅极电阻器增加到约30欧姆。 这使我们可以毫无问题地从 PFC 中抽取 12A,只是 FET 会在线性区域停留太长时间并烧毁。

我附上了一些图片,描绘了正常的工作状态和失真的电流形状,以及 PWM 输出的突然变化。 需要注意的一点是:当我们增加输出电流时,失真部分从正弦波的顶部移动到正弦波的一侧(参见 6A 与 8A 的失真)。

输出电流为 5A 时正常工作:

5A_normal.jpg

失真起始输出电流约为 5,8-5,9 安培:

6A_starting_to_distort.jpg

8A 输出端失真正弦波:

8A.jpg

失真发生时的电流波形(绿色)和栅极驱动(黄色)(7A):

gatedrive.jpg

PWM 突然变化的特写镜头(放大了前一幅图像的中心):

gatedrive_closeup.jpg

附上PFC阶段的示意图!

不胜感激任何建议!

谢谢!

Lajos Kuglics

smartconx_target@Q!w2e3r4t5y6u7i8o9p0||/t5/Power-Management-ICs/ICE3PCS01G-current-distortion-at-higher-power-levels/td-p/657404

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你好!

我设法找到了问题。 这本质上是导致噪音问题的布局问题,最终以某种方式影响了 PFC 的控制回路。

在电流检测电阻器的 PGND 侧和升压二极管的输出之间放置一个 1uF 的低 esr 箔电容器消除了我在设计中遇到的所有问题。 当我之前做的时候,我使用的是专用的地方,它在 FET-二极管-输出电容器回路中有更多的回路面积。

pfc_solution.jpg

这是 TDA5235_868_5_BOARD的一部分:交流电位于图片底部,通过有源交流/EVAL_NLM0011_DC_RE 转换器。 电感器之后是升压 FET (Q5),然后通过感应电阻(R7、R8)返回。

最初,我在升压二极管的散热器的间隙中放了一个铝箔盖,该间隙距离感应电阻器大约 3 厘米。 这是尝试 #1. 在升压二极管输出和感应电阻 PGND 之间放置 1uF 铝箔电容后,问题完全消失了(尝试使用蓝色电容 #2)。

我希望这些信息可以帮助将来遇到类似布局问题的其他人!

无论如何,感谢您的建议,关于这一点:PFC IC似乎可以毫无问题地 EVAL_100W_DRIVE_CFD2 FET,导致失真降低的栅极电阻增加是由布局问题引起的噪声问题。 我想将来我必须更加谨慎地进行布局!

最诚挚的问候,

kuglicSL

smartconx_target@Q!w2e3r4t5y6u7i8o9p0||/t5/Power-Management-ICs/ICE3PCS01G-current-distortion-at-higher-power-levels/m-p/658717

在原帖中查看解决方案

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@KuglicsL

正如你所提到的,增加栅极电阻器是有帮助的。 您是否使用外部栅极驱动器进行了测试?

 

smartconx_target@Q!w2e3r4t5y6u7i8o9p0||/t5/Power-Management-ICs/ICE3PCS01G-current-distortion-at-higher-power-levels/m-p/658146

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你好!

我设法找到了问题。 这本质上是导致噪音问题的布局问题,最终以某种方式影响了 PFC 的控制回路。

在电流检测电阻器的 PGND 侧和升压二极管的输出之间放置一个 1uF 的低 esr 箔电容器消除了我在设计中遇到的所有问题。 当我之前做的时候,我使用的是专用的地方,它在 FET-二极管-输出电容器回路中有更多的回路面积。

pfc_solution.jpg

这是 TDA5235_868_5_BOARD的一部分:交流电位于图片底部,通过有源交流/EVAL_NLM0011_DC_RE 转换器。 电感器之后是升压 FET (Q5),然后通过感应电阻(R7、R8)返回。

最初,我在升压二极管的散热器的间隙中放了一个铝箔盖,该间隙距离感应电阻器大约 3 厘米。 这是尝试 #1. 在升压二极管输出和感应电阻 PGND 之间放置 1uF 铝箔电容后,问题完全消失了(尝试使用蓝色电容 #2)。

我希望这些信息可以帮助将来遇到类似布局问题的其他人!

无论如何,感谢您的建议,关于这一点:PFC IC似乎可以毫无问题地 EVAL_100W_DRIVE_CFD2 FET,导致失真降低的栅极电阻增加是由布局问题引起的噪声问题。 我想将来我必须更加谨慎地进行布局!

最诚挚的问候,

kuglicSL

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