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PFC二極管是一顆功率二極管,通常采用的是和功率晶體管類似的封裝技術,兩者長的很像,同樣被安置在一次側的散熱片上,不過PFC二極管只有兩根針腳。
PFC電路中的電感是電源中最大的電感;一次側的濾波電容是主動式PFC電源一次側部分最大的電解電容。圖16中的電阻器是一顆NTC熱敏電阻,可以更加溫度的變化而改變電阻值,和二級EMI的NTC熱敏電阻起相同的作用。
主動式PFC控制電路通常基于一顆IC整合電路,有時候這種整合電路同時會負責控制PWM電路(用于控制開關管的閉合)。這種整合電路通常被稱為 “PFC/PWM combo”。
照舊,先看一些實例。在圖17中,我們將一次側的散熱片去除之后可以更好的看到元器件。左側是瞬變濾波電路的二級EMI電路,上文已經詳細介紹 過;再看左側,全部都是主動式PFC電路的組件。
由于我們已經將散熱片去除,所以在圖片上已經看不到PFC晶體管以及PFC二極管了。此外,稍加留意的話 可以看到,在整流橋和主動式PFC電路之間有一個X電容(整流橋散熱片底部的棕色元件)。通常情況下,外形酷似陶制圓盤電容的橄欖色熱敏電阻都會有橡膠皮 包裹。
主動式PFC元器件
圖18是一次側散熱片上的元件。
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PFC二極管是一顆功率二極管,通常采用的是和功率晶體管類似的封裝技術,兩者長的很像,同樣被安置在一次側的散熱片上,不過PFC二極管只有兩根針腳。
PFC電路中的電感是電源中最大的電感;一次側的濾波電容是主動式PFC電源一次側部分最大的電解電容。圖16中的電阻器是一顆NTC熱敏電阻,可以更加溫度的變化而改變電阻值,和二級EMI的NTC熱敏電阻起相同的作用。
主動式PFC控制電路通?;谝活wIC整合電路,有時候這種整合電路同時會負責控制PWM電路(用于控制開關管的閉合)。這種整合電路通常被稱為 “PFC/PWM combo”。
照舊,先看一些實例。在圖17中,我們將一次側的散熱片去除之后可以更好的看到元器件。左側是瞬變濾波電路的二級EMI電路,上文已經詳細介紹 過;再看左側,全部都是主動式PFC電路的組件。
由于我們已經將散熱片去除,所以在圖片上已經看不到PFC晶體管以及PFC二極管了。此外,稍加留意的話 可以看到,在整流橋和主動式PFC電路之間有一個X電容(整流橋散熱片底部的棕色元件)。通常情況下,外形酷似陶制圓盤電容的橄欖色熱敏電阻都會有橡膠皮 包裹。
主動式PFC元器件
圖18是一次側散熱片上的元件。
展開 干貨 | 電源內部元器件“一目了然”
被動式PFC均采用這種“大個頭”的電感
主動式PFC的電感線圈往往位于高壓濾波電容的前方
被動式PFC的功率因數普遍在0.7左右,主動式PFC的功率因數則高達0.9以上,明顯優于被動式PFC。兩者的分辨也相當容易。
高壓濾波電容
哪些是高壓濾波電容?很簡單,電源里面最高、最大的電容即是(1~2顆)。比較電容時,原則上只能與同類型的電源相比,因為在相同功率下,被動式PFC電源所需的電容容量比主動式要大。在同級比較時,我們可以看到高壓濾波電容的容量、耐壓值和耐溫值,理論上這三項數值越大越好。
電源采用主動式PFC,因此使用容量為330μF的高壓濾波電容就能滿足需求。該電容的耐壓值為400V,耐溫值為85℃。
電源拓撲
簡單說來,在前幾年電源的拓撲可分為半橋式和正激式兩種,現在基本以正激式為主。半橋式是傳統的電源結構,通常轉換效率不高;而正激式結構轉換效率容易做到80%以上。
傳統的半橋式拓撲
正激式拓撲有助于提高轉換效率
在進行分辨時,我們不妨采用排除法:在半橋式電源的中央,必定有三個變壓器,并且一大兩小,排成一條直線;如果你的電源不是這種結構,那么恭喜你,這多半是正激式電源。
低壓慮波電路的電感線圈
在低壓濾波電路部分,我們主要看電感線圈的大小、匝數和顏色。自然是線圈越大、匝數越多越好;至于顏色,理論上從優到劣分別為灰色、黑色、淺綠色和黃色,電感越好損耗越小。
展開 干貨|PFC電源與開關電源的區別,看完秒懂!
“電感補償式”的功率因數只能達到0.7~0.8,它一般在高壓濾波電容附近。
“填谷電路式”屬于一種新型無源功率因數校正電路,其特點是利用整流橋后面的填谷電路來大幅度增加整流管的導通角,通過填平谷點,使輸入電流從尖峰脈沖變為接近于正弦波的波形,將功率因數提高到0.9左右,顯著降低總諧波失真。與傳統的電感式無源功率因數校正電路相比,其優點是電路簡單,功率因數補償效果顯著,并且在輸入電路中不需要使用體積大重量沉的大電感器。
3.主動式PFC
而主動式PFC則由電感電容及電子元器件組成,體積小、通過專用IC去調整電流的波形,對電流電壓間的相位差進行補償。主動式PFC可以達到較高的功率因數──通常可達98%以上,但成本也相對較高。此外,主動式PFC還可用作輔助電源,因此在使用主動式PFC電路中,往往不需要待機變壓器,而且主動式PFC輸出直流電壓的紋波很小,這種電源不必采用很大容量的濾波電容。
PFC相關專業術語:
1.
corrector, power factor (PFC)
功率因數修正器
2.
power-factor corrector (PFC)
功率因數修正器
3.
power factor control (PFC)
功率因數控制
交過電費的人都知道,同樣是使用電網中的電能,為什么工業用電和居民用電的價格卻不盡相同呢?
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電源內部“一目了然”
2、PFC電路
PFC電路分為被動式和主動式兩種,現在大部分電源都是采用的主動式PFC。
被動式PFC均采用這種“大個頭”的電感
主動式PFC的電感線圈往往位于高壓濾波電容的前方
被動式PFC的功率因數普遍在0.7左右,主動式PFC的功率因數則高達0.9以上,明顯優于被動式PFC。
兩者的分辨也相當容易。
3、高壓濾波電容
哪些是高壓濾波電容?很簡單,電源里面最高、最大的電容即是(1~2顆)。
比較電容時,原則上只能與同類型的電源相比,因為在相同功率下,被動式PFC電源所需的電容容量比主動式要大。
在同級比較時,我們可以看到高壓濾波電容的容量、耐壓值和耐溫值,理論上這三項數值越大越好。
電源采用主動式PFC,因此使用容量為330μF的高壓濾波電容就能滿足需求。
該電容的耐壓值為400V,耐溫值為85℃。
展開 功率半導體IGBT失效分析與可靠性研究
摘要
高端變頻空調在實際應用中出現大量外機不工作,經過大量失效主板分析確認是主動式PFC電路中IGBT擊穿失效,本文結合大量失效品分析與電路設計分析,對IGBT失效原因及失效機理分析,分析結果表明:經過對IGBT失效分析及IGBT工作電路失效分析及整機相關波形檢測、熱設計分析、IGBT極限參數檢測對比發現IGBT失效由多種原因導致,IGBT在器件選型、器件可靠性、閂鎖效應、驅動控制、ESD能力等方面存在不足,逐一分析論證后從IGBT本身及電路設計方面全部提升IGBT工作可靠性。
關鍵詞:主動式PFC升壓電路,IGBT,SOA,閂鎖效應,ESD,熱擊穿失效
作者:黎長源、項永金、王少輝,格力電器(合肥)有限公司
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面優點。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,耐高壓、驅動功率小而飽和壓降低、開關速度快、開關損耗小,非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統,如交流電機、開關電源、照明電路、牽引傳動。目前IGBT是綠色經濟領域里的核心技術之一,規范應用于在航空航天、新能源、軌道交通、工業變頻、智能電網等領域。IGBT作為自動控制和功率變換的關鍵核心部件,是必不可少的功率“核芯”。
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