PROGETTO DI UN PFC BASATO SULLA TOPOLOGIA BOOST IN MODO DI FUNZIONAMENTO CONTINUO CON CONTROLLO DI CORRENTE MEDIA

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1 POGETTO UN PFC BAATO UA TOPOOGA BOOT N MOO FUNZONAMENTO CONTNUO CON CONTOO COENTE MEA PECFCHE: Tenine di inre:... in = M Tenine di ucita:... = 380 Ptenza nminale:...p = 600W Frequenza di cmmutazine:...f = 70kHz CHEMA ' ' i + in C f C f J 4 p C Z p - J J J 3 J 5 J 6 AO E COMPONENT = 460 H = FP 450 C = 470 F / nF / 400 C f = C f = F / 400 = 4 x 0. - W..4 = x KBU8J ' = BY6E p = M p = k+4.7k trimmer ' = 4 / W = U500

2 MENONAMENTO EA PATE POTENZA ) Maima crrente nell'induttre (valre medi nel perid di cmmutazine) P P dve è il rendiment timat del cnvertitre P P l ca peire crripnde alla minima tenine di inre A (P.) ) Calcl dell'induttanza di inre Per ttenere un andament medi inuidale della crrente nell'induttanza, il duty-cycle deve eere mdulat durante il perid di rete. Per trvarne l'andament cnideriam il bilanci delle aree di tenine ai capi di. t t n, ff tn ; it T l ripple picc-picc di crrente u riulta: i t n f (P.) (P.3) l valre maim i ha in crripndenza al valre della tenine di inre pari a metà della tenine di ucita. mpnend che tale ripple ia una percentuale prefiata (e. 30%) della maima crrente dell'induttre i ricava il valre di = 0.46 mh. 3) Calcl della capacità di ucita eve arbire il ripple a 00Hz della crrente del did di freewheelin: C i (P.4) dve é l'ndulazine picc-picc deiderata della tenine di ucita e é la crrente di ucita. mpnend un ripple del <5% i ttiene: C > 60 F. i celie il valre cmmerciale di 470F. 4) Calcl della crrente maima nell witch i i 0. 9 A (P.5) 5) Calcl della crrente efficace nell witch

3 i calcla il valre efficace in un perid di cmmutazine e pi l i intera nel emiperid di rete., rm M k 3k 4 9k 6k M 3 8M 5M dve M em, k f 4fM in Tracurand il ripple di crrente u i ttiene (k=0):, rm 4 M M 3 Cniderand la minima tenine di rete i ttiene:, rm. 563 A. (P.6) (P.7) (P.8) 6) Calcl del maim valre di crrente media (ripett al perid di cmmutazine) nel did di freewheelin 3. 6 A (P.9), av

4 POGETTO EA PATE CONTOO AO E COMPONENT cc = 8 7 = 3.3 k 3 = 8 k C 4 = 00 nf = 50 k 8 = 3.3 k 4 = 6.8k C 5 = nf 3 = M 9 = 47 k C 6 = 68 pf 4 = 560 k 0 = 33 C = 5 nf C 7 = 0 F 5 = 33 k = 33 k C = 0 nf C 8 = nf 6 =. M =.5 M C 3 = 0 nf C 9 = 0 F CONTOOE: G-THOMON 498A

5 MENONAMENTO ) eitenza di hunt : celiend il valre di 0.054la ptenza diipata riulta: P. 65 W (P.0) ) Frequenza di cmmutazine: C 8 e determinan la frequenza di cmmutazine ecnd l'epreine: f 4., hertz (P.) C 8 celiend C 8 =nf i ttiene =33k 3) Crrente di riferiment AC : AC 6 (P.) l valre cniliat per 6 è di.m, a cui crripnde una AC cmprea tra 06A alla minima tenine di rete e 306A alla maima tenine di rete. 4)Tenine di feedfrward M : l filtr paa ba frmat da 3, C 3, 4, 5, C 4 frnice al pin 7 una tenine cntinua prprzinale al valre efficace della tenine di rete. l valre ttimale di M è cmpre tra.5 e 6.5. valri cniliati n 3 =M, 4 =560k, 5 =33k, C 3 =0nF, C 4 =00nF, cn i quali i ttiene: 5 M (P.3) l filtr deve avere una buna attenuazine a 00Hz. 5) imitazine della crrente di picc: mpniam una crrente maima pk,lim =A: pk,lim 00 A 4 (P.4) da cui i ricava 4 =5.6k. 6) celta di 7 e 8 : e il uadan dell'amplificatre di crrente è ufficientemente elevat alla frequenza di rete, i ha che: 7 MUTOUT (P.5) dve MUT-OUT è la crrente di ucita del mltiplicatre, la quale è leata dalla tenine di ucita dell'amplificatre di errre della tenine ( A-OUT ) dalla relazine: A OUT 8. MUTOUT AC M (P.6) valida e il pin 6 ( FF ) è clleat al pin ( EF ). mpnend che la maima crrente di inre i abbia in crripndenza ad una tenine A-OUT =5, i ttiene 7 = 8 =3.3k. 7) Prtezine per le vratenini di ucita:

6 ,max EF (P.7) 3 celiend =.5M e 3 =8k i ttiene,max =45. 8) ft-tart: Uiam il valre di capacità cniliat C 9 = 0F (tale capacità viene caricata cn una crrente ctante di circa 00A). 9) Partitre per il enale di feedback: p EF (P.8) p p i celie p =M e p =k + 4.7k trimmer. Cme cniliat, i mette una capacità di filtr tra il pin ( EF ) e maa di valre C 7 = 0F. POGETTO E EGOATOE COENTE l uadan dell tadi di ptenza valid per frequenze uperiri alla frequenza del filtr di ucita è: Gi (P.9) l uadan dell'anell di crrente è: T i Gri c (P.0) dve, c = 5 è l'ampiezza della rampa interna del eneratre di PWM. l relatre di crrente ha una f.d.t. del tip: ri zi G ri pi (P.) dve ri ec5 C6 8C5 C6 8C5 (P.) zi 9C5 (P.3) C5C6 pi 9 C5 C6 9C6 ec5 C6 (P.4) e fzi fc fpi dve f c è la frequenza di attraverament, allra: 9 G rijc 8 (P.5) mpnend che il mdul della f.d.t. dell'anell di crrente alla pulazine di attraverament ia unitari, i ricava: 9 fc c Ti jc 8 (P.6) a fae della f.d.t. dell'anell di crrente alla pulazine di attraverament riulta: fc fc Ti jc arct arct m 80 f zi f pi (P.7)

7 dve m j è il marine di fae deiderat. mpnend il valre della frequenza di attraverament f c e del marine di fae deiderat e celiend f /<f pi <f in md da attenuare il ripple ad alta frequenza, dalle equazini pracritte i ricavan i valri di 9, C 5 e C 6. E: f c = 5 khz e celiend f pi = 50 khz e m = 60 i trva: f zi = 3.5kHz, 9 =47k, C 5 =nf, C 6 =68pF. i può celiere un marine di fae piú ba in md da maimizzare il uadan dell'anell di crrente. POGETTO E EGOATOE TENONE 'epreine della f.d.t tra cntrll e tenine di ucita del cnvertitre bt PFC è la euente (valida per frequenze inferiri alla frequenza di rete): vˆ r 0 p G v c (P.8) vˆ c Crp dve, r Z, rm r r Z k M r p, c,, M (P.9), rm e k è definit dall'equazine:, rm, rm v c (P.30) k Nel ca del cntrllre 498A, il termine di feedfrward M, elimina la dipendenza del uadan c dalla tenine di inre. nfatti, ricrdand la (P.5-6) piam crivere: 7 7, rm A OUT 8. 7, rm A OUT 8., M MUTOUT 6 M 6, rm la quale, per quant riuarda piccle variazini di A-OUT = c, crripnde alla (P.9) e: k 5 6, rm (P.3) (P.3) Per un caric reitiv, Z = = r ; per un caric a crrente ctante Z = e per un caric che arbe una ptenza ctante Z = -. dve a f.d.t del relatre riulta: rv zv G rv rv pv p EF C C C p p (P.33) e C >>C (P.34) dve = p p zv C (P.35)

8 pv C// C CeC C (P.36) mpnend che la frequenza di attraverament ia maire della frequenza relativa al pl dell tadi di ptenza in crripndenza alla minima reitenza di caric i ha: c rvzv (P.37) j C c Fiand la frequenza di attraverament f c = 00 Hz, la frequenza del pl del relatre f i <f pv <f i e un marine di fae apprpriat i determinan i vari parametri del relatre, analamente a quant vit nel prett del relatre di crrente. E: f c = 0Hz e celiend f pv = 70Hz e m = 60 i trva: f zv = 5Hz, =50k,C =5nF, C =0nF.