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【求助】大功率PFC尖峰電流問題

各位高手,大俠:你們好!
現(xiàn)在小弟手上有個項目需要做個大約1000W以上的PFC電路(輸入:AC85-265V,輸出:DC380V)......
小弟理論懂一點,現(xiàn)在有個和棘手的問題想請教一下各位:
1、產(chǎn)品需適用于兩種電源檔230VAC(184~265V)和115VAC(85~135V) 60HZ

2、PFC芯片選的是IR1152；電感用的是MPP磁芯，60u,工作狀態(tài)電感380uH(考慮到磁損的問題靜態(tài)電感量740uH);開關管選的是一個MOSFET FCH76N60N,用NPN/PNP自搭的15V驅(qū)動；二極管選的是快恢復 
3、問題是：在115V電源輸入時，在電感、開關管、二極管剛過零點處有很大的無法接受的尖峰電流(如圖)，且伴有“茲茲”的噪音，估計是電感飽和了，輸入電壓越低，負載越大，此現(xiàn)象越明顯，230V電源檔不存在此問題。


不多說了，免的干擾大家的分析，希望各位大俠、專家和兄弟多給點意見........
謝謝.....

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2012-02-28 12:17

自己頂一下

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2012-02-28 13:45
我初步推測是因為在零點電壓過低，占空比較高，開關管關斷相應時間大于芯片關斷時間，造成一定時間內(nèi)開關管持續(xù)導通，相當于短路，造成電流瞬時升高。
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2012-02-28 14:03
頂一下，不過看不到圖
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2012-02-28 14:29
@zhangtao3b608
頂一下，不過看不到圖
 
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2012-02-28 15:11
@zhangtao3b608
頂一下，不過看不到圖

如圖，黃、綠、紫分別對應電感、MOSFET、Diode的電流波形，在零點處總是有一個很大的尖峰電流。

請幫助給分析一下，有什么可以解決的辦法。

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2012-02-28 16:16
@zhyang4230
我初步推測是因為在零點電壓過低，占空比較高，開關管關斷相應時間大于芯片關斷時間，造成一定時間內(nèi)開關管持續(xù)導通，相當于短路，造成電流瞬時升高。

加之開關管電流陡升后，電感容易飽和，限流能力下降，進而加劇此現(xiàn)象。

有什么辦法可以解決呢？

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evdi
LV.6
8
2012-02-28 16:53
@zhyang4230
如圖，黃、綠、紫分別對應電感、MOSFET、Diode的電流波形，在零點處總是有一個很大的尖峰電流。請幫助給分析一下，有什么可以解決的辦法。

不會是電感飽和

外接直流供電給IC調(diào)試下，另外檢查下前饋輸入電壓AC采樣電路

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2012-02-29 09:23
@evdi
不會是電感飽和外接直流供電給IC調(diào)試下，另外檢查下前饋輸入電壓AC采樣電路

外接直流電應該沒問題；問題出在交流電的零點附近。

前饋輸入采的是電流不是電壓，這是IR1152的特點。

請再幫助分析下，謝謝~~~

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zhyang4230
LV.3
10
2012-02-29 15:42
@evdi
不會是電感飽和外接直流供電給IC調(diào)試下，另外檢查下前饋輸入電壓AC采樣電路
因為有茲茲的噪聲，所以才推測可能是電感飽和了，還請指教
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zhyang4230
LV.3
11
2012-03-01 11:55
@zhyang4230
因為有茲茲的噪聲，所以才推測可能是電感飽和了，還請指教
大俠們呀。。。抽空給點建議吧。
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2012-03-01 13:19
@zhyang4230
大俠們呀。。。抽空給點建議吧。

115v輸入用倍壓整流了嗎？不倍壓的話升壓比較大，電流峰值也較大。

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zhyang4230
LV.3
13
2012-03-01 13:33
@ymyangyong
115v輸入用倍壓整流了嗎？不倍壓的話升壓比較大，電流峰值也較大。

非常感謝的指點。

之前考慮過這個方向，但是倍壓整流一般用于小功率電源。

我這個課題是要做一個功率1000W+的可能不適用，所以沒多考慮這個方向。

請再指教。

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2012-03-01 14:11
@zhyang4230
非常感謝的指點。之前考慮過這個方向，但是倍壓整流一般用于小功率電源。我這個課題是要做一個功率1000W+的可能不適用，所以沒多考慮這個方向。請再指教。
那就是兩檔不同電源的設計，110v輸入時pfc電壓200v，220v輸入時400v？
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rainever
LV.8
15
2012-03-01 15:12
@zhyang4230
因為有茲茲的噪聲，所以才推測可能是電感飽和了，還請指教

你把電感加大試試, 可能是磁芯吧, 我做了2kw也用的360uh電感;

同時示波器看看mosfet gate信號在過零時有異樣沒

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zhyang4230
LV.3
16
2012-03-01 16:46
@ymyangyong
那就是兩檔不同電源的設計，110v輸入時pfc電壓200v，220v輸入時400v？
輸出要求相同的電壓，DC380V，用來驅(qū)動BLDC電機。
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zhyang4230
LV.3
17
2012-03-01 16:49
@rainever
你把電感加大試試,可能是磁芯吧,我做了2kw也用的360uh電感;同時示波器看看mosfetgate信號在過零時有異樣沒

電感已經(jīng)加大到了740uH了，我230Vac電源時用的400uH.

MOSFET的gate信號一直為正，沒有使用負電壓。現(xiàn)在從示波器的波形來看，Duty很高，MOSFET關斷時有點反應不過來的意思。

請指教。謝謝

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rainever
LV.8
18
2012-03-01 17:02
@zhyang4230
電感已經(jīng)加大到了740uH了，我230Vac電源時用的400uH.MOSFET的gate信號一直為正，沒有使用負電壓?，F(xiàn)在從示波器的波形來看，Duty很高，MOSFET關斷時有點反應不過來的意思。請指教。謝謝
有圖嗎? 驅(qū)動電路不靈活? 還是mosfet不好?
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zhyang4230
LV.3
19
2012-03-02 11:10
@rainever
有圖嗎?驅(qū)動電路不靈活?還是mosfet不好?

不是驅(qū)動電路不靈活，是實際輸入輸出壓差太大，造成占空比很高，會到99%，IC頻率是66kHZ，所以swith off的時間很短，MOSFET反應不過來。

以上是我個人分析的結(jié)論。還望指教。

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2012-03-02 16:03
@zhyang4230
不是驅(qū)動電路不靈活，是實際輸入輸出壓差太大，造成占空比很高，會到99%，IC頻率是66kHZ，所以swithoff的時間很短，MOSFET反應不過來。以上是我個人分析的結(jié)論。還望指教。
關鍵是升壓比和功率較大，而輸出靠電感續(xù)流升壓，大占空比下峰值電流較大，維持原方案的話必須保證電感不飽和（磁芯要加大或換用EE50？）.可參考http://bbs.dianyuan.com/topic/513701
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rainever
LV.8
21
2012-03-02 18:35
@zhyang4230
不是驅(qū)動電路不靈活，是實際輸入輸出壓差太大，造成占空比很高，會到99%，IC頻率是66kHZ，所以swithoff的時間很短，MOSFET反應不過來。以上是我個人分析的結(jié)論。還望指教。
怎么會高到99%呢, 輸入最低你也是115x1.4啊. 應該是有信號不對導致D太大了
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kkww
LV.1
22
2012-03-03 11:29
@zhyang4230
如圖，黃、綠、紫分別對應電感、MOSFET、Diode的電流波形，在零點處總是有一個很大的尖峰電流。請幫助給分析一下，有什么可以解決的辦法。
這種情況一般應該通過PI限幅，限制IC的最大輸出占空比，比如限制到0.9左右，PFC控制輸入電流呈正弦波，過零附近二極管電流為0是正常的，這時MOS管上的泵升電壓可能達不到輸出電壓，沒有關系不用擔心過零處升壓比太大。也可以改改PI參數(shù)（誤差放大電路反饋元件參數(shù)）試試。
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zhyang4230
LV.3
23
2012-03-05 10:15
@rainever
怎么會高到99%呢,輸入最低你也是115x1.4啊.應該是有信號不對導致D太大了
整流之后是饅頭電壓波形，您說的115*1.414是波峰的電壓，但是波谷電壓就很低了。這時占空比會很高。
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zhyang4230
LV.3
24
2012-03-05 10:22
@kkww
這種情況一般應該通過PI限幅，限制IC的最大輸出占空比，比如限制到0.9左右，PFC控制輸入電流呈正弦波，過零附近二極管電流為0是正常的，這時MOS管上的泵升電壓可能達不到輸出電壓，沒有關系不用擔心過零處升壓比太大。也可以改改PI參數(shù)（誤差放大電路反饋元件參數(shù)）試試。

目前使用的是IR1152，Duty上限值是99%。

升壓比太大不是我關心的，現(xiàn)在的問題是在電壓零點附近的大尖峰電流，這個會造成很大的損耗和發(fā)熱，對元件的壽命也有非常大的影響。

您能否詳細說明下修改PI參數(shù)？現(xiàn)用IC的輸入采的是MOSFET上電流信號。

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rainever
LV.8
25
2012-03-05 12:25
@zhyang4230
整流之后是饅頭電壓波形，您說的115*1.414是波峰的電壓，但是波谷電壓就很低了。這時占空比會很高。
你的input capacitor多大
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zhyang4230
LV.3
26
2012-03-05 15:09
@rainever
你的inputcapacitor多大
1.5uF
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rainever
LV.8
27
2012-03-05 17:14
@zhyang4230
1.5uF
開關頻率多少? 你增大去2或3uf試試
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zhyang4230
LV.3
28
2012-03-06 10:01
@rainever
開關頻率多少?你增大去2或3uf試試

感謝您的回復。

開關頻率66kHz。 Cin的計算值為1.65uF, 也曾經(jīng)嘗試過3uF, 對這個大電流的抑制的確有明顯的幫助，但是帶來了一個負面影響，就是系統(tǒng)不穩(wěn)定，初步判定是DC-Link 380VDC輸出不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)頻繁停機，根本原因我還在分析中，目前未果。

 

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evdi
LV.6
29
2012-03-06 19:45
@zhyang4230
目前使用的是IR1152，Duty上限值是99%。升壓比太大不是我關心的，現(xiàn)在的問題是在電壓零點附近的大尖峰電流，這個會造成很大的損耗和發(fā)熱，對元件的壽命也有非常大的影響。您能否詳細說明下修改PI參數(shù)？現(xiàn)用IC的輸入采的是MOSFET上電流信號。
應該是用電感采樣做IC供電，過零點是否VCC電壓不足
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zhyang4230
LV.3
30
2012-03-07 09:36
@evdi
應該是用電感采樣做IC供電，過零點是否VCC電壓不足

您說的VCC指的是PFC IC的供電吧？

這個是通過DC380V(有boost電容存在，380v電壓持續(xù)) 后利用SMPS來的，不會受零點低電壓的影響。

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zhyang4230
LV.3
31
2012-03-08 10:02
@zhyang4230
感謝您的回復。開關頻率66kHz。Cin的計算值為1.65uF,也曾經(jīng)嘗試過3uF,對這個大電流的抑制的確有明顯的幫助，但是帶來了一個負面影響，就是系統(tǒng)不穩(wěn)定，初步判定是DC-Link380VDC輸出不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)頻繁停機，根本原因我還在分析中，目前未果。 

有人建議將輸入電容減小至100n 或220n, 我正在等待電容樣品，還未進行試驗。大家怎么看待這個方向？歡迎討論

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