Расчёт PFC, UCC28019 Опции

[uq.vintch]

Временно отвлекаясь от темы с AC-DC преобразователем в соседней ветке, сейчас занят расчётом компонент для схемы PFC.
В целом, вроде бы всё вполне понятно. С дросселем вопросов тоже нет, разобрался, посчитал.
Но решил немного заполнить пробелы в собственном образовании (я новичек в разработке силовой/аналоговой электроники), прошу небольшой консультации у местных гуру

Собственно, начну с расчётной таблицы, вот ссылка на её страницу.
В ней всё красиво и понятно сделано, но меня интересует несколько теоретических вопросов, а именно:




Насколько я понял, это диаграммы Боде, они же ЛАФЧХ. На вики вроде бы не маленькая статья, но всё равно не могу до конца понять - как именно интерпретировать информацию, представляемую подобными диаграммами? В частности - конкретно в данном контексте. Тоесть - что из них можно подчеркнуть, как их анализировать, что вообще они отображают (прошу, "на пальцах"; википедию читать умею )

Возможно вопрос не достоин отдельной темы, но хотелось бы услышать объяснение.. или хотя-бы посылку на достойную литературу, где это кратко и по теме излагается

И вопрос второй, касательно собственно PFC.
Сейчас рассчитал дроссель (точнее несколько, будем отталкиваться от того, что проще будет достать/намотать). Дроссель будет на кольце из МО-пермаллоя или сендаста. Мотать будем либо 4-мя жилами 0.55мм диаметром обмоточного провода, либо литцендратом с сечением 1-1.2мм^2.
Далее схема. Воспользовавшись уже упомянутой выше таблицей, расчитал компоненты. Сейчас начинаю трассировать плату, изготовят, буду пробовать запускать. В целом я представляю как протестировать схему и проверить стабильность и скорость реакции обратной связи, но хотелось бы услышать мнение опытных в этом вопросе людей - что я, как новичек, могу упускать и в каком месте можно ждать типичных подводных камней?
PFC пускаю впервые в жизни, хотя boost-конвертеры ранее делал, просто step-up, правда они почти не расчитывались, скорее методом тыка.

PFC делается со следующими характеристиками:

Входное напряжение: 90..260V
Выходная мощность (макс): 75W
Выходное напряжение: 390V

[halfdoom]

Тоесть - что из них можно подчеркнуть, как их анализировать, что вообще они отображают (прошу, "на пальцах"; википедию читать умею )

В общем случае то-же, что и для любой системы с обратной связью - оценить быстродействие и запас устойчивости. В вашем случае (по второму графику), запас по фазе при единичном усилении составляет ~50град, что более чем достаточно. Дополнительные полюсы и нули отсутствуют. Низкая частота среза вполне соответствует требованиям к 50-60Гц ККМ. Задача компенсации как раз и сводится к получению требуемых ФЧХ и АЧХ.

[uq.vintch]

В общем случае то-же, что и для любой системы с обратной связью - оценить быстродействие и запас устойчивости. В вашем случае (по второму графику), запас по фазе при единичном усилении составляет ~50град, что более чем достаточно. Дополнительные полюсы и нули отсутствуют. Низкая частота среза вполне соответствует требованиям к 50-60Гц ККМ. Задача компенсации как раз и сводится к получению требуемых ФЧХ и АЧХ.

Правильно ли я понимаю... Для оценки корректности работы компенсации мы смотрим на график усиления, находим точку где оно равно единице, смотрим какой запас по фазе в этом месте. Если он выше некоего минимального значения, то всё впорядке (кстати, каким он должен быть, "по хорошему"?) и система реагирует за менее чем половину периода.
Остались вопросы: менее чем за половину периода.. чего? Тоесть внизу на графике показана частота, причём достаточно низкая, это частота чего?
Почему мы смотрим именно при единичном усилении?
Как в данном случае определяется частота среза? Ведь график представлен изначально падающей линией

Сообщение отредактировал uq.vintch - Jun 2 2011, 09:48

[MikeSchir]

Правильно ли я понимаю... Для оценки корректности работы компенсации мы смотрим на график усиления, находим точку где оно равно единице, смотрим какой запас по фазе в этом месте. Если он выше некоего минимального значения, то всё впорядке (кстати, каким он должен быть, "по хорошему"?) и система реагирует за менее чем половину периода.
Остались вопросы: менее чем за половину периода.. чего? Тоесть внизу на графике показана частота, причём достаточно низкая, это частота чего?
Почему мы смотрим именно при единичном усилении?
Как в данном случае определяется частота среза? Ведь график представлен изначально падающей линией

Вопрос, конечно, интересный Не мешало бы держать в одной руке паяльник а в другой учебник
По определению: автоколебания могут возникнуть в системе с обратной связью при условиях: 1)сдвиг фазы в "разомкнутой системе" на некой частоте должен составлять +-180°(или кратно Nх360°-180°) , 2)коэфициент передачи "разомкнутой системы" на той же частоте должен быть более 1 (0 дБ), поэтому точка - 0 дБ - проверочная, на ней сдвиг не дожен достигать +-180°.
Что такое "реагирует за пол-периода"? Для импульсных систем с обратной связью скорость, определяемая предельной частотой (передачи информации), не может быть больше половины частоты преобразования (теорема Котельникова). На этой почве могут возникать споры и очень жаркие
Если применительно к ККМ, то при быстрой ОС по напряжению вы никогда не получите "красивый" синус, т.к. систем будет реагировать налюбое изменение выходного напряжения, даже, из-за изменения нагрузки (например).
halfdoom Вам почти всё об этом рассказал, а дальше - учебник
ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 2 2011, 14:58

[uq.vintch]

Вопрос, конечно, интересный Не мешало бы держать в одной руке паяльник а в другой учебник

Именно так и стараюсь. Учусь самостоятельно лет с 11, постоянно самостоятельно разбирая теорию и проверяя на практике (иногда наоборот - теоретически обосновываю отталкиваясь от учебников/статей эмпирически полученные данные). К сожалению, ни в школе, ни в колледже, ни в университете мне в сумме не дали знаний, покрывших хотябы 1/10 часть тех, которые я получил вышеупомянутым методом.
И в настоящее время - продолжаю

Насчёт учебника.

но хотелось бы услышать объяснение.. или хотя-бы посылку на достойную литературу, где это кратко и по теме излагается

По определению: автоколебания могут возникнуть в системе с обратной связью при условиях: 1)сдвиг фазы в "разомкнутой системе" на некой частоте должен составлять +-180°(или кратно Nх360°-180°) , 2)коэфициент передачи "разомкнутой системы" на той же частоте должен быть более 1 (0 дБ), поэтому точка - 0 дБ - проверочная, на ней сдвиг не дожен достигать +-180°.
Что такое "реагирует за пол-периода"? Для импульсных систем с обратной связью скорость, определяемая предельной частотой (передачи информации), не может быть больше половины частоты преобразования (теорема Котельникова). На этой почве могут возникать споры и очень жаркие
Если применительно к ККМ, то при быстрой ОС по напряжению вы никогда не получите "красивый" синус, т.к. систем будет реагировать налюбое изменение выходного напряжения, даже, из-за изменения нагрузки (например).

Я вас понял, спасибо за подробное объяснение.

ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.

Чёрт, а я же думаю, где здесь явное изменение ровной горизонтальной линии на нисходящую.. тьфу.
Спасибо!

[SergCh]

Именно так и стараюсь. Учусь самостоятельно лет с 11, постоянно самостоятельно разбирая теорию и проверяя на практике (иногда наоборот - теоретически обосновываю отталкиваясь от учебников/статей эмпирически полученные данные). К сожалению, ни в школе, ни в колледже, ни в университете мне в сумме не дали знаний, покрывших хотябы 1/10 часть тех, которые я получил вышеупомянутым методом.
И в настоящее время - продолжаю

Насчёт учебника.






Я вас понял, спасибо за подробное объяснение.


Чёрт, а я же думаю, где здесь явное изменение ровной горизонтальной линии на нисходящую.. тьфу.
Спасибо!

Вот здесь вполне доступно объясняется ряд вопросов из теории автоматического управления применительно к источникам питания.
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf
Так уж сложилось, что доступной для понимания и не перегруженной невероятной величины формулами литературы на русском языке в инете мало, если вообще есть. ((
А в университете вам ТАУ не преподавали или у вас был гуманитарный факультет?

ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.

Здесь частота среза это не точка излома АЧХ, а точка пересечения единичного усиления.

[uq.vintch]

Вот здесь вполне доступно объясняется ряд вопросов из теории автоматического управления применительно к источникам питания.
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf
Так уж сложилось, что доступной для понимания и не перегруженной невероятной величины формулами литературы на русском языке в инете мало, если вообще есть. ((
А в университете вам ТАУ не преподавали или у вас был гуманитарный факультет?

Благодарю за ссылку, выглядит очень интересно. Обязательно прочту. Английский давно уже не пугает
В университете ТАУ не преподавали. Факультет Компьютерной Инженерии и Управления. Возможно будут на последних курсах, но мне в любом случае этого не увидеть - я оттуда уже ушел (по причинам связанным со здоровьем, и только ). Но честно говоря я в этом не уверен, вся наша сегодняшняя система образования загружает огромной тучей непонятной теории, при этом совершенно не объясняя как и где её применять (в большенстве случаев, но не во всех). И так везде..
Хотя некоторые полезные вещи подчеркнул.

Так что, книжки, интернет, конференции и, конечно же, мудрость и опыт старших коллег - лучшие источники информации

Здесь частота среза это не точка излома АЧХ, а точка пересечения единичного усиления.

Хм, я так изначально подумал (просто логически), но сразу почему-то отмёл такую мысль. Буду знать, спасибо

Скачал недавно книгу: Switching Power Supply Design, Third Edition авторов Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey, причём в текстовом PDF. Закинул на читалку, но пока ещё не решился читать. Я ведь занимаюсь разработкой цифровых устройств и программного обеспечения, а здесь просто так ситуация сложилась, что пришлось заняться разработкой блока питания с PFC. В компании нет больше инженеров-электронщиков. Вот и доучиваюсь на лету)
Если есть какие-то ещё интересные статьи или книги которыми вы можете поделиться, буду признателен.

Сообщение отредактировал uq.vintch - Jun 2 2011, 17:28

[MikeSchir]

В университете ТАУ не преподавали. Факультет Компьютерной Инженерии и Управления. Возможно будут на последних курсах, но мне в любом случае этого не увидеть - я оттуда уже ушел (по причинам связанным со здоровьем, и только ). Но честно говоря я в этом не уверен, вся наша сегодняшняя система образования загружает огромной тучей непонятной теории, при этом совершенно не объясняя как и где её применять (в большенстве случаев, но не во всех). И так везде..Хотя некоторые полезные вещи подчеркнул.

Если есть какие-то ещё интересные статьи или книги которыми вы можете поделиться, буду признателен.

К выделенному.
Так было всегда! И всегда всё зависит от целей. Самому приходилось, уже через 5-10 лет после окончания института вытаскивать "из под корки" знания по математике, ТАР и другим предметам, но многоё не вытащилось и так и осталось не понятым . И это нормально! Это не вызывает жалости
Очень трудно общаться с человеком, когда в Профиле видишь:

Личная информация
uq.vintch
Участник
Возраст не указан лет
Мужской
Caprica city
День рождения не указан
Интересы
Нет данных

Из интересных книг, до сих пор настольной является:
Севернс Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. пер. с англ. под ред Л.Е. Смольникова. - М. Энергоатом издат,1988 ISBN 5-283-02435-0
или на английском:
SEVERNS R., BLOOM G. MODERN DC-TO-DC SWITCHMODE CONVERTER CIRCUITS. Van Nostrand Reinhold Co., 1985
где, как раз, много теории по анализу.
Из русских нормально читаются и понимаются книжки Мелешина по преобразователям.
Очени много аналитических публикаций у TI.

[Herz]

Очень трудно общаться с человеком, когда в Профиле видишь:

А Вы разве пробовали общаться?
Очень удивительно. Мне, например, общаться на форуме строчки в профиле участников абсолютно не мешают. Я в них даже не заглядываю без нужды.
Хочет что-то человек сообщить о себе - пожалуйста. Не хочет - что теперь, не разговаривать с ним? Смешно. Попробуйте, у Вас получится.

[uq.vintch]

Названия книг сохранил, поищу. У меня последним временем своего рода хобби появилось - собрать компактную библиотеку по ряду тем на электронной читалке)) И приятно тем, что в любой момент когда что-то требуется - можно обратиться к одному единственному устройству и найти это. Жаль только подлый djvu портит всю картину; в нём зачастую не доступен текстовый поиск по понятным причинам.
Благодарю за рекомендации

Что касается профиля, я не очень люблю увлекаться заполнением подобного рода форм)
Но секретов никаких нет - мне всего лишь двадцать лет, в настоящее время на правах фрилансера работаю в компании, уже вот на протяжении 4х лет примерно. Не учусь по упомянутым выше причинам. Живу в украине, пока что в луганской области.

И мы несколько отвлеклись от темы. Вернее совсем отвлеклись.
С первым вопросом похоже разобрались, теперь что касается второго. Никто не назвал потенциальных подводных камней при сборке PFC)
Ещё чуть-чуть и я поверю, что здесь всё совсем тривиально

Расчёт схемы и дросселя закончен, плату развёл с учётом рекомендаций в ДШ, хотя они весьма очевидны были изначально. Думаю сегодня уедет на завод. Когда сделают, попробую запустить, отпишусь сюда о результате

Сообщение отредактировал uq.vintch - Jun 3 2011, 10:12

[MikeSchir]

А Вы разве пробовали общаться?
Очень удивительно. Мне, например, общаться на форуме строчки в профиле участников абсолютно не мешают. Я в них даже не заглядываю без нужды.
Хочет что-то человек сообщить о себе - пожалуйста. Не хочет - что теперь, не разговаривать с ним? Смешно. Попробуйте, у Вас получится.

Спасибо. Очень рад, что Вам смешно. Не грустите

[halfdoom]

Названия книг сохранил, поищу. У меня последним временем своего рода хобби появилось - собрать компактную библиотеку по ряду тем на электронной читалке))

Так-же могу порекомендовать новую работу Мелешина[1], теории управления посвящена значительная часть книги.

1. Мелешин В.И., Овчинников Д.А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. Москва: Техносфера, 2011. 576 С.

[uq.vintch]

halfdoom

Спасибо, добавил к списку книг для поиска.

[uq.vintch]

Не прошло и пол года как я вернулся

Наконец-то взялся за PFC. Собрал. Запустил. Всё окей, вполне уверенно работает при заданной нагрузке. Скважность на затворе ключа правда несколько выше расчётной (фактическая - около 80%), но вполне в разумных пределах и не возрастает при небольшой перегрузке и минимальном входном напряжении.

Но вот вопрос с коэффициентом мощности. Он при 220В на входе составляет всего лишь 0.96
При отключении PFC - 0.65
При небольшой перегрузке возрастает до 0.98
При уменьшении входного напряжения до нижней границы заявленного диапазона возрастает до 0.99
Коэффициент мощности изменяется ваттметром Metrix PX 110.
Форма тока - достаточно красивый синус, но имеет небольшой фазовый сдвиг относительно напряжения + чуть-чуть всёже кривоват, но это пожалуй вполне нормально для PFC, тем более при мощности в 55W.

Суть вопроса: подскажите, пожалуйста, в каком направлении копать, чтобы повысить коэффициент мощности с 0.96 до 0.98-0.99?
То есть какой элемент(ы) влияют на скорость отклика, как можно попробовать её скорректировать, чтобы повысить коэффициент мощности.

Напомню, PFC собран на базе UCC28019. Схема практически не отличается от таковой в даташите, скорректированы лишь некоторые номиналы элементов, согласно расчётной таблицы.
Даташит на этой странице

Сам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать...

Заранее всем спасибо

[SergCh]

А приборчик этот как коэфф. мощности меряет? Он сдвиг тока и напряжения учитывает?

[uq.vintch]

А приборчик этот как коэфф. мощности меряет? Он сдвиг тока и напряжения учитывает?

К сожалению, не могу точно ответить.
Измеряет он в диапазоне 0.00 - 1.00, погрешность поддиапазона 0.51-1.00 составляет 3% +/- 2 деления; разрешение 0.01
Для измерения мощности применяется True RMS расчёт.
А вот как именно он расчитывает реактивную мощность (и, соответственно, косинус угла сдвига) - не написано в документации.
Сам же прибор имеет все необходимые сертификаты и, более того - параллельно с нами такой точно прибор купили местное управление (или филиал, как их точнее..) электросети.

Судя по осциллограмме могу сказать, что вероятней всего здесь причина в фазовом сдвиге (он виден на осциллографе). Сама же форма тока достаточно хорошо повторяет синус, кроме небольшой "ряби" на верхней части "горбушек".


Собственно, вот:
(p.s. ув. модераторы, этот форум не поддерживает скрытый текст? не нашёл почему-то... хотел сократить пост)

В каждом случае источником выступает ЛАТР+изолирующий трансформатор, нагрузкой - электронная нагрузка ITECH IT8512B в режиме Constant Wattage настроенная на 55W. Питание UCC28019 берётся от внешнего источника номиналом 12В.
Первый канал (желтый) - напряжение, второй канал - ток.
Ток измеряется по входу, сразу после изолирующего трансформатора. Измерение производится бесконтактным способом, токовым щупом Agilent N2782A.

Случай первый, включаем схему не подавая питание на UCC28019:



Vin = 220.0VAC
I = 0.381A
P = 57.7W
Q = -60.6VAR
S = 83.7VA
cos w = 0.69

Случай второй, подали питание на UCC28019:





Vin = 220.0VAC
I = 0.277A
P = 58.8W
Q = -16.3VAR
S = 61.0VA
cos w = 0.96

Измеряем фазовый сдвиг с помощью X-Y развёртки:



Измерение по вертикали: cos w = 0.9684
Измерение по горизонтали: cos w = 0.9786

Вот.. такая штука.

Забыл добавить - вход PFC включен через ПП фильтр с двумя конденсаторами. Отсюда дополнительных пару ватт мощности.

[SergCh]

Спасибо, весьма информативно!
Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности?
Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя?

[uq.vintch]

Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности?

Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти
Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз. То есть это одно и то же.
А расчёт там - это обычная методика используя фигуры Лиссажу; хотя признаться я впервые применил её на практике) Учили очень давно, а тут вот представился случай использовать на практике.

Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя?

Да, всё верно. Он имеет четыре контакта выведенных, пара для измерения напряжения (600VAC) и пара для измерения тока (6A). Практически его подключение эквивалентно подключению вольтметра и амперметра к одной цепи, только прибор один.
Прибор - француз. Впервые столкнулся с ихней техникой. Выполнен немного громоздко (по габаритам чуть-чуть больше "обычного" мультиметра), но в целом очень качественно, мне понравился.

И всё же возвращаясь к теме
Попробовал заменить входной конденсатор (стоящий сразу после диодного моста; у меня там 100nF стоял) на 10nF, коэффициент мощности вырос на 0.01
Впрочем стоило этого ожидать, но всё же это не решение.
Почему-то никак не могу понять какую цепь нужно скорректировать, голова совсем сегодня не работает...
Подставил в расчётную таблицу выходную мощность 55 Вт вместо 70, минимальная расчётная индуктивность сразу взлетела с 2.3мГн до 3.2мГн; возможно в этом и проблема.. нужно попробовать дроссель с бОльшей индуктивностью поставить.

[Serg SP]

Если не секрет, на чём дроссель мотали, на кольце или на Ш-образном с зазором? Какой материал использовали? Какой КПД получился?

[uq.vintch]

Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет.
Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже).
Предварительно, КПД составил приблизительно 96%

[Serg SP]

Спасибо, познавательно.

[Прохожий]

Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет.
Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже).
Предварительно, КПД составил приблизительно 96%

Про кольцо.
Не многовато ли индукции для выбранного материала?
Про ток.
ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток.
Плохо это дело делается...

[uq.vintch]

Спасибо, познавательно.

Незачто

Про кольцо.
Не многовато ли индукции для выбранного материала?
Про ток.
ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток.
Плохо это дело делается...

Индукция насыщения сендаста лежит в пределах 1-1.2 Тесла. В моём же случае размах в 0.4 Тл может быть достигнут только при небольшой перегрузке выхода и при минимальном питающем напряжении. А штатная рабочая индукция поменьше будет. В любом случае, даже если 0.4 Тл выбрать рабочей, до насыщения ещё очень далеко. Потери конечно возрастут, но этот момент я ещё проконтролирую на финальных тестах, и если будет необходимо - дроссель будет пересчитан.

Насчёт петли ОС. Да. Я к этому же склоняюсь, запаздывает она немного чтоль... Но не пойму как скорректировать. Пробовал менять номинал резистора с которого снимается напряжение (0.1 Ом стоит изначально в моей схеме) на 0.068 Ом и на 0.2 Ом - разницы вообще никакой. 220 Ом резистор идущий на вход микросхемы Isense очевидно здесь никакой важной роли не сыграет. Конденсатор фильтра на входе Isense пробовал уменьшать с 1нФ до 820пФ - никакой разницы заметной. Что ещё попробовать..
Я здесь похоже не до конца понимаю, как микросхема синхронизируется с синусом источника, а именно с прохождением нуля. Соответственно не могу придумать решения..
По логике она должна это делать через линию Vins, но нет же, на блок-схеме ИМС там отчётливо дали понять, что эта линия используется только для UV/OV защит. А как это сделать по току у меня до сих пор чёт в голове не укладывается Туплю я и всё тут.

[Прохожий]

Насчёт петли ОС. Да

Я бы еще попробовал поиграться с выходной емкостью PFC.
1. Уменьшить<->увеличить ее величину.
2. Добавить <-> убрать пленочные конденсаторы, параллельно этой выходной емкости.

[uq.vintch]

Увеличил дроссель до 4мГн.
Никакого эффекта. Как работал, так и работает. Ширину импульса и амплитуду тока в дросселе не стал уже смотреть...

Увеличил выходную ёмкость вдвое - никак не отреагировал. Убрал плёночник (у меня стоит 100nF x 630V) - тоже никакой реакции.

Во всех случаях КПД и коэффициент мощности остаются на том же уровне. Тестирую по-прежнему на 220В входа и 55W нагрузки на выходе.

Таким образом, если дроссель не при чём (на данный момент я пробовал и увеличивать, и уменьшать), его за глаза хватает. Ёмкости выхода тоже не при чём. Остаётся только обратная связь. И как её бы настроить то...

[SmartRed]

Не прошло и пол года как я вернулся

Наконец-то взялся за PFC. Собрал. Запустил. Всё окей, вполне уверенно работает при заданной нагрузке. Скважность на затворе ключа правда несколько выше расчётной (фактическая - около 80%), но вполне в разумных пределах и не возрастает при небольшой перегрузке и минимальном входном напряжении.

Но вот вопрос с коэффициентом мощности. Он при 220В на входе составляет всего лишь 0.96
При отключении PFC - 0.65
При небольшой перегрузке возрастает до 0.98
При уменьшении входного напряжения до нижней границы заявленного диапазона возрастает до 0.99
Коэффициент мощности изменяется ваттметром Metrix PX 110.
Форма тока - достаточно красивый синус, но имеет небольшой фазовый сдвиг относительно напряжения + чуть-чуть всёже кривоват, но это пожалуй вполне нормально для PFC, тем более при мощности в 55W.

Суть вопроса: подскажите, пожалуйста, в каком направлении копать, чтобы повысить коэффициент мощности с 0.96 до 0.98-0.99?
То есть какой элемент(ы) влияют на скорость отклика, как можно попробовать её скорректировать, чтобы повысить коэффициент мощности.

Напомню, PFC собран на базе UCC28019. Схема практически не отличается от таковой в даташите, скорректированы лишь некоторые номиналы элементов, согласно расчётной таблицы.
Даташит на этой странице

Сам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать...

Заранее всем спасибо

Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide.
Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения.
Ваша схема ведет себя как недогруженная.
Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей.

Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли.

Да, как работает МС я тоже категорически не понял, хотя опыт проектирования ККМ имеется.
Там на первой странице даташита сказано что напряжение входное они не смотрят.

[SergCh]

Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти
Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз.

про фи и w я конечно догадался , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов.
Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока
λ=cosφ/SQR(1+THD²)

[uq.vintch]

про фи и w я конечно догадался , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов.
Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока
λ=cosφ/SQR(1+THD²)

Аа, вот где она собака зарыта. А я всё думаю, как же посчитать коэффициент мощности с учётом искажения формы. Спасибо!

Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide.
Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения.
Ваша схема ведет себя как недогруженная.
Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей.

Спасибо за наводку, сейчас пойду разбирать. Да, схема в самом деле ведёт себя как недогруженная - при повышении нагрузки коэффициент мощности возрастает.

Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли.

Под типовой схемой я сейчас подразумеваю Design Example PFC на 350W в даташите.
Отличия:
Cicomp - 470pF вместо 1200pF
Cvcomp - 4.7uF вместо 3.3uF
Cin - 100nF вместо 330nF
Rsense - 0.1R вместо 0.067R (впрочем пробовал и 0.068 ставить, разницы не ощутил)
Rvins1 - 6M8 вместо 6M5; последних нет в наличии.
Диод у меня пока что стоит BYV26C, будет стоять тоже ultrafast но в TO220 корпусе.
Ключ стоит такой же, но временно, сменю на более дешевый (возможно IRFBE30, посмотрим как греться будет).

Собственно.. это и всё, в остальном схема вся по ДШ. Номиналы деталей мне любезно предоставила расчётная таблица, которая там же на сайте TI и лежит (в начале топика я давал на неё ссылку, если что..).

[SmartRed]

Cin уменьшите в 2 раза.
Именно он портит КМ на малых нагрузках.
Rsense я бы увеличил раза в 2.

[uq.vintch]

Пробовал уменьшать до 10нФ - коэффициент мощности поднялся до 0.98
Но это как-то противоестественно кажется уменьшил на порядок, а результат даже не дошёл до желаемого (0.99).
Rsense пробовал увеличивать до 0.2 Ом - никакой реакции тоже.

--
Не удержался всё же, поставил 1.5нФ вместо 100. Пустил. 0.97 показывает... На осциллографе форма/смещение на глаз не изменились. Ток по-прежнему явно немного отстаёт

[uq.vintch]

Приехали...
Я совершенно забыл о входных конденсаторах, ПП фильтре, стоящем перед мостом. Точнее - о номиналах этих самых конденсаторов. А там стоят 2х470nF
Выпаял один - PF подпрыгнул с 0.96 до 0.99
На осциллографе видно как "горбушки" немного отодвинуты близ амплитудного значения, но ноль проходят теперь синхронно. Так что сразу два ответа - во-первых прибор всё-же меряет только фазовый сдвиг по всей видимости и не учитывает THD, во-вторых понятно почему этот фазовый сдвиг имел место и почему никакие изменения в цепях UCC28019 не сказались на результате. Кстати в этом месте микросхеме отдельный респект - она стойко держалась, не поддавалась на провокации

Не уверен что тема с низким PF закрыта, нужно ещё понять в чём была причина - только в высокой ёмкости, или ещё и в асимметричности фильтра. Буду сейчас разбираться.
Также буду рад услышать соображения по этому поводу

[SmartRed]

Какая емкость повлияла на результат входная или та что у моста ?

[uq.vintch]

Входная, стоящая перед мостом (на переменном токе, не на постоянном). Поэтому то я её не трогал раньше...

[uq.vintch]

Подтверждаю. Проблема была только в ёмкости, точнее в её номинале - 2х 470нФ чрезмерно много. Заменил их на 2х 100нФ - всё прекрасно. При напряжении свыше 230VAC и нагрузке 55Вт коэффициент мощности по прежнему сохраняется на отметке 0.99, при снижении напряжения ниже 160-180В - прибор уже показывает 1.00

Думаю вопрос о низком PF закрыт. Заберу детали, поставлю диод на радиатор, погоняю с небольшой перегрузкой на длительных тестах и думаю после этого вопрос с PFC целиком также будет закрыт. Ну, по крайней мере до тестов с применением анализатора спектра. На окне FFT осциллографа ничего не видно, основная гармоника и дальше примерно ровный шум, но это очевидно не показатель.. для сертификации ещё предстоит попотеть наверное

Сообщение отредактировал uq.vintch - Sep 16 2011, 19:47

[uq.vintch]

Когда уже всё казалось бы хорошо, возникла очередная проблема
Собрал список последовательности финального контрольного теста, начал тестировать. И на этапе проверки запуска вылезла проблема - дроссель на несколько сетевых периодов улетал в насыщение. Начал разбирать механизм защиты от пикового тока, тут же внезапно дошло, что детектирование устанавливается не внешним делителем, а самим резистором Rsense. Тут же кстати вспомнились слова SmartRed)
Поднял до 0.2 Ом, Csense (фильтр) немного уменьшил - до 820пФ. Всё ок, с насыщением справились. Теперь вторая проблема. Как оказалось, Soft Start у этой микросхемы - одно название. Имхо, сделано, что называется, через *опу. Выход Vcomp по включении начинает линейно наращивать напряжение. При этом, пока оно растёт, контроллер, внимание, увеличивает ток дросселя! Ну и где здесь плавность? Как это выглядет на осциллографе:
- момент включения, Vcomp начинает рости, форма тока мгновенно (за 1 сетевой период) превращается в синус.
- Vcomp ростёт. Амплитуда тока начинает рости.
и вот тут случается самое неприятное - амплитуда тока уже достигает предела срабатывания защиты токовой (причём защиты от пиков тока, Soft Overcurrent почему-то спит чтоль..), и токовый синус получается с "вырезаными" частями - короткие периоды, когда ключ принудительно закрывается.
Так продолжается около 8-10 сетевых периодов, пока напряжение на Vcomp не достигает некоего уровня, после чего амплитуда тока выравнивается и остаётся работать с красивым ровным синусом.

Что я сделал. Сначала попробовал увеличить инертность, добавив ёмкости к цепи компенсации на Vcomp. Стало только хуже - весь этот ужас просто затянулся и всё. Пошёл в обратном направлении - срезал ёмкость примерно в 3 раза. Vcomp нарастает за пару сетевых периодов, соответственно время, которое срабатывает токовая защита - тоже около 2х периодов. Итого весь запуск стал вполне гладким, проходит за пару сетевых периодов.
Попробовал ещё уменьшить ёмкость - эффекта не наблюдаю...

Суть вопроса. Пожалуйста, если у кого-то есть идеи - подскажите, как заставить эту микросхему не увеличивать ток до значения, при котором срабатывает Peak Over Current protection? И второе - почему спит Soft Over Current?

p.s. На днях скорректировали ТЗ, решили выйти на мощность в 110W. Поэтому с этого момента, рабочая мощность - 110W. Дроссель менять не пришлось, только немного цепи компенсации. В любом случае, я тестировал и при 50W, и на старых цепях компенсации - старт одинаково кривой.
Rsense сейчас составляет 0.2 Ом.

Сообщение отредактировал uq.vintch - Sep 19 2011, 11:24

[uq.vintch]

Прояснилась суть проблемы. Спасибо E2E Community, подсказали.
Детали здесь: http://e2e.ti.com/support/power_management...8/t/135287.aspx
Пойду думать как разрулить, или, быть может, вовсе оставить как есть. А может получится попробовать UCC28019A; такая идея меня посещала с самого начала, но у нас проблемы с доставкой этой микросхемы.
В общем, когда будут результаты, отпишусь

p.s. По-прежнему рад любому мнению/предложению...