Este documento es un informe de diseño de referencia para un front-end PFC de 180 W de bajo consumo y bajo costo con el HiperPFS™ PFS708EG. Este diseño opera con voltajes de entrada que van desde 90 VAC a 264 VAC y proporciona una salida de 380 VDC. Recuento de componentes bajo, PFC de baja potencia, alta eficiencia de PFC para permitir más de 80 diseños de PC principales, deslizamiento de frecuencia para mantener una alta eficiencia en todo el rango de carga, ganancia de detección de línea de avance, excelente respuesta de carga transitoria, integrado Cuenta con una fuente de alimentación auxiliar de +15 VCC . a bordo.
Esta fuente de alimentación es capaz de proporcionar una potencia nominal superior o igual a una tensión de línea de 115 VCA a una temperatura ambiente de 25 ºC. Se recomienda refrigeración por aire forzado para el funcionamiento a altas temperaturas o bajos voltajes de entrada.
Este documento incluye las especificaciones de la fuente de alimentación, los esquemas, la lista de materiales, la documentación del inductor, el diseño del circuito impreso y los datos de rendimiento.
objetivo de diseño
Para lograr el objetivo de bajo costo de la solución, se crearon las siguientes consideraciones.
- Núcleo sendust de bajo costo para inductor de impulso
- Cable de un solo hilo utilizado para el inductor de impulso (vs. litz más caro)
- Diodo de refuerzo de montaje en superficie para eliminar el disipador de calor
- diodo ultrarrápido estándar
Descripción del circuito
Este PFC está diseñado en torno a Power Integrations. PFS708EG Controlador PFC integrado. El diseño está clasificado para una potencia de salida continua de 180 W y proporciona un voltaje de salida nominal regulado de 380 VCC para minimizar el costo total de la solución mientras se mantiene un alto factor de potencia de entrada y la eficiencia general de la línea y la carga.
- Filtro EMI de entrada y rectificador
El fusible F1 proporciona protección contra sobrecorriente para el circuito y aísla el circuito de la fuente de alimentación de CA en caso de falla. El puente de diodos BR1 rectifica la entrada AC. Los capacitores C3, C4, C5 y C6 junto con los inductores L1 y L2 forman un filtro EMI que atenúa el ruido conducido en modo común y diferencial. El condensador de película C7 proporciona almacenamiento de carga de desacoplamiento de entrada para reducir la corriente de ondulación de entrada en la frecuencia de conmutación y sus armónicos.
Las resistencias R1, R3 y CAPZero IC U2 se proporcionan para descargar el capacitor del filtro EMI después de que se elimine el voltaje de línea del circuito, lo que resulta en un consumo de energía cero durante la operación. CAPZero elimina las pérdidas de R1 y R3 al actuar como un interruptor que se cierra solo cuando se retira la entrada de CA.
El varistor de óxido de metal (MOV) RV1 protege el circuito durante las sobretensiones en la línea al sujetar de manera efectiva el voltaje de entrada visto por la fuente de alimentación.
La etapa del convertidor elevador consta del inductor L5, el rectificador ultrarrápido D2 y PFS708EG CI U1. Esta etapa del convertidor funciona como un convertidor elevador, por lo que mantiene una corriente de entrada sinusoidal a la fuente de alimentación mientras regula el voltaje de CC de salida.
Durante el arranque, el diodo D1 proporciona una ruta de corriente de irrupción al condensador de salida C15 sin pasar por el inductor de conmutación L5 y el interruptor U1. Esto evita la interacción resonante entre el inductor de conmutación y el capacitor de salida, lo que provoca un alto voltaje de drenaje en U1 y la posible saturación del inductor de refuerzo.
El termistor NTC RT1 limita la corriente de entrada de la fuente de alimentación cuando se aplica energía por primera vez. Para mejorar la eficiencia operativa, RT1 puede puentearse con un relé mecánico después del encendido, o reemplazarse con una resistencia fija y un FET que puentea la resistencia después de un transitorio de irrupción.
El condensador C14 proporciona una ruta de retorno de alta frecuencia corta a RTN para mejorar los resultados de EMI y reducir el exceso de voltaje de drenaje máximo del MOSFET U1 después del apagado. La resistencia R28 proporciona amortiguación para esta ruta de retorno para minimizar el zumbido. Los capacitores C18 y C20 se desacoplan y desvían el pin VCC de U1.