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基于ST L4985A 的低 THD 350W CCM PFC 前置稳压器方案

作者:时间:2023-06-29来源:大大通收藏

介绍

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/202306/448121.htm

本应用笔记介绍了基于新型 L4985 连续导通模式的演示板 EVL4985-350W () 功率因数控制器 (),并介绍了其台架评估的主要结果。该板实现了350W,宽范围输入 预调节器,适用于从 150 W 到数 kW 的所有 SMPS,必须符合 IEC61000-3-2 和JEITA-MITI 标准。由于 L4985 上嵌入了专利控制,该设计的主要特点是输入电流失真极低(THD)在所有工作条件下,并且外部元件数量非常有限,如高压启动电路和X-cap 放电电路嵌入在 L4985 中。

评估板的主要特点如下:

功率因数转换器 () 的功率级是传统的升压转换器,连接到桥式整流器D3。它由升压电感L1、功率开关MOSFET Q2(未安装Q1)、输出二极管D1和由并联电解电容C3和C4形成的输出电容。为了满足 EMC 标准,该板配备了一个输入 EMI 滤波器,以降低来自升压阶段。 L3 过滤共模辐射,而 L2、C6、C7 降低差模辐射。连接在线路和中性线之间的 300 V 压敏电阻 RV1 保护电路免受高输入电压的影响瞬变,而保险丝 F1 在短路的情况下断开电源。

NTC 电阻器 R1 与输出二极管串联,可限制转换器插入时的浪涌电流。这旁路二极管 D2 对输出电容器进行预充电,以限制涌入升压电感器/输出的电流二极管。L4985 嵌入了高压启动电路,可将 VCC 引脚 (#1) 充电至 VCC_ON 阈值,源出恒定电流 IHV_ON(7mA 典型值)。800 V 高压启动块包括电路将 EMI 滤波器的 X 电容器放电至安全水平。这使设备能够满足安全规定,例如IEC 61010-1 和 IEC 62368-1 不使用与 X 电容器并联的传统放电电阻器。

电阻器 R25、R26、R27 和 R20//R21 专用于检测输出电压并提供误差放大器(FB,引脚 #5)的反相输入 保持输出电压所需的反馈信息受监管。组件 C16、R24 和 C18 连接在 COMP 引脚 (#6) 和地之间,形成错误放大器补偿网络以保持所需的环路稳定性。电感器峰值电流由与接地回路串联的电阻器 R2//R3//R4 感测,并且派生信号通过电阻 R16 馈入 L4985 的电流检测引脚(CS,#4),用于优化 THD在 操作中的性能。

一个小的滤波电容 C11 连接在 CS 引脚和地之间。J1 连接器(EBM 输入)上有一个远程开/关控制输入。在 EBM 输入端强制为 3.3V/5V,FB引脚 (#5) 低于 VFB_FF/EBM 阈值 (0.5 V 典型值),L4985 立即停止开关活动并降低其功耗。一旦 FB 引脚被释放(EBM 输入接地或提升浮动)。还提供了一个禁用功能,在 J1 连接器的 ON/OFF 输入端强制为 3.3V/5V。一旦 COMP 引脚被释放(开/关输入接地或提升浮空),设备通过软启动重新启动操作。

PF VS Pout for 100V, 115V & 230V

THD VS Pout for 100V, 115V & 230V

PFC choke spec.

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

特征

 • 峰值电流模式 操作

• 800 V 高压启动,集成输入电压感应

• 有源输入滤波电容放电

• 专有的乘法器“仿真器”,具有最小的线路电流总谐波失真工作条件(CCM 和 DCM)

• 极少的外部元件

• 保护:反馈回路故障、OVP、OCP、电感饱和、欠压、掉电(符合医疗 SMPS 标准)

• 电感电流检测

• 禁用和低耗功能

• 浪涌电流监控

• 软启动以实现平稳启动

• 1.2% (@ Tj = 25 °C) 内部参考电压

• 65 kHz(A 版)和 130 kHz(B 版)开关频率

• SO8 封装

应用

• PFC 预调节器用于:

– 超过 1 kW 符合 IEC61000-3-2 和 JEIDA-MITI 标准的 SMPS

– 台式电脑、服务器、网络服务器、游戏机

– 大功率 LED 灯具

– 符合 IEC 60601-1-2 的工业和医疗 SMPS

 描述

L4985 是用于升压转换器的峰值电流模式 PFC 控制器专有乘法器“仿真器”,除了创新的 THD 优化器在所有操作中保证非常低的总谐波失真 (THD) 性能条件。

该器件采用引脚 SO 封装,提供高性能/用于 CCM 操作的升压 PFC 预调节器的低组件数解决方案符合 EN61000-3-2 和 JEIDA-MITI 标准的应用,功率范围跨越从几百瓦到几千瓦。

得益于专有的关断时间调制器,该设备以准固定方式运行在所有工作条件下的频率。有两个选项可供选择,65 kHz 用于 A 和B 为 130 kHz。

800V 高压启动块还包括用于放电的电路EMI 滤波器的 X 电容器达到安全水平。这使得该单元满足安全法规(如 IEC 61010-1 或 IEC 62368-1),而不使用传统的与 X 电容器并联的放电电阻。

该设备具有低功耗和禁用功能,允许使用应符合最新节能要求的应用由美国能源部 (DoE) 能源之星 (Energy Star) 发布,欧洲行为准则、欧盟生态设计指令和其他指导方针。

除了能够保持输出电压低于过压保护在瞬态条件控制,该IC还提供了一个保护反馈回路故障或错误设置和升压电感饱和。 这掉电保护功能允许根据设计医疗设备由 IEC 60601-1-2 驱动的最新法规,它要求在输出调节电源骤降的情况下持续长达

►方案规格

评估板的主要特点如下:

• 输入电源范围:90-265 Vac (45/65 Hz)

• 稳压输出电压 (VOUT):400 Vdc

• 额定输出功率(POUT_MAX):350 W

• 输入电流失真 (THD):从100%负载到20% 负载 < 10> 0.9

• 转换器效率峰值(η):97.8%

• 开关频率 (FSW):65 kHz

• 电源谐波:符合 EN61000-3-2 Class-D 和 JEITA-MITI Class-D

• EMI:根据 EN55022 Class-B

• PCB:单面,70 μm,FR-4,105 x 75 mm



关键词: ST Power PFC CCM l4985a

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