Hi Folks!
Folgende Situation:
Eingangsspannungsbereich: 85-265V AC
Ausgangsspannung: ca.385V DC - 400V DC / 0,5A
Ausgangsleistung: 200W
In diesem Leistungsbereich kommt man um eine aktive PFC nicht drumrum.
Stellt sich nur die Frage, welche Toplogie/Technologie ist da geeignet?
Zum einen sehe ich den "Continous Conduction Mode" wie ihn erst mal die
meisten Hersteller von PFC-Controller anbieten.
Dann gibt´s da noch den "Dual-Phase Transition Mode" wie ihn Ti oder
Fairchild z.B. anbieten. Wobei dieser mit mehr Aufwand verbunden ist
(mehr Bauteile etc.). Bei ST gibt´s noch den "Transition Mode".
Fairchild und andere Hersteller haben PFC-Controller, die den "Critical
Condution Mode" unterstützen...
Ich möchte eine Lösung, die zum einen vom Bauraum recht klein ist
(EMV-Filter zählen da auch dazu!) und zum anderen vom Preis "klein" ist.
Doch mir fehlt die nötige Erfahrung/Gefühl, welche Topologie ich für
diesen Leistungbereich nehme :-(
Kann mir jemand von euch einen Tipp geben, in welche Richtung ich gehen
soll?
mfg
Martin
Welchen Wirkungsgrad wird angestrebt?
Wide-Range erfoderlich?
Aber bei dieser Leistung eindeutig Cirtical Conduction mode (oder wie
auch immer das genannt wird,.. Transition Mode, Boundary Mode) also beim
Stromnullduchgang wider einschalten. Und auch quasi resonant wieder
einschalten, dh bei ausschwingen der DS Spannung ins minimum
reinschalten. Die Drossel wird bei 200W nicht unpraktikabel groß werden.
Dabei habe ich mit dem FAN6961 (8Pin)gut Erfahrung gemacht. braucht
wenig bechaltung,
Interleaving mit den UCC28060 und UCC28070 ist eine tolle Sache, setz
ich oft ein, aber nicht bei 200W.
@ Simon K. (simon) Benutzerseite
>PC Netzteile haben zum Teil doch mehr als 200W und auch nur eine PFC>Drossel (passiv?).
Eine Drossel, aber mit passiv hat das nix zu tun.
MfG
Falk
Hallo!
Vielen Dank für die Antworten.
Ich habe bei Fairchild noch diesen "Selection Guide" gefunden:
http://www.fairchildsemi.com/whats_new/pfc_docs/PFC_Solutions_Selection_Flowchart.pdf
Dieser bestätigt die Antwort von Fralla...wobei ich dann doch mehr zu
dem Interleaved Dual-BCM tendiere. Für mich ist der bessere Wirkungsgrad
wichtig und der geringere Rippelstrom, was sich auf die Lebenszeit des
ELKO´s auswirkt. Ausserdem erhoffe ich mir mit den mehrzahl an Bauteilen
eine bessere EMV zu erkaufen...
Die UCC28060 und UCC28070 von Ti kommen für mich erst mal nicht in
Frage, da Ti auf meiner persönlichen schwarzen Liste steht (zu lange
Lieferzeiten).
Greats
Martin
Ich kannte den Selection Guid noch nicht, bestätigt großteils meine
Erfahrungen.
Bei Interleaved muss man aber wirklich aufpassen, was mit dem
Wirkungsgrad passiert. Klar der Ripple sinkt, Drosseln, Elkos kleiner,
etc.
Kleine Geschichte:
Voriges Jahr entwickelte ich eine HE Telecom Rectifier mit 2.5kW, war
fast klar das bei der Leistung interleaving eingesetzt wird.
Wirkungsgrad war recht nahe am Ziel. Dann einfach mal die zwei Kerne
gestacked bewicklet, eingelötet, einen Channel stillgelegt, und siehe da
+0,5% bei light load, +0,3% bei medium load und nur -0.1% bei full load.
War auch zu erwarten, da die konstanten Verluste (schalten) abnahmen.
Elko Typ und größe musste geändert werden, da sonst RMS mässig
überfahren. Im Einsatz ist das Teil jetzt aber mit 1-Kanal Bridgeless
PFC, also 2 statt 4 Drossel (ok, die 2 sind gestacked).
Andereseits war bei einem 5kW Teil (ja einphasig) mit extremen
Abmessungsspecs, ein 4Phasen Design unumgänglich..
Also Interleaved nicht gleich mit High Efficiency verbinden!
OK Fralla. Vielen Dank für deinen Erfahrungsbericht. Solche Erfahrungen
fehlen mir eben noch...
Es ist nicht nur der bessere Wirkungsgrad, den ich mir erhoffe. Ziel ist
zwar eine Ausgangsleistung von 200W zu haben, aber für die ersten
Prototypen könnte es auch etwas mehr Leistung sein (ca. 250W bis knapp
300W). Da käme ich schon in den Bereich, wo Interleaved Dual-BCM Sinn
macht (wenn ich mir so den Selection Guide betrachte). Ausserdem soll
irgendwann nächstes Jahr eine Variante mit ca. 500W entstehen und
spätestens dann wäre CCM imho nicht mehr ganz so sinnig.
Grösstes Kopfzerbrechen machen mir die Drosseln! Woher nehmen? Selber
wickeln? Wie finde ich da immer den richtigen Kern? Oder orientiert man
sich immer an Beispielschaltungen (bzw. Eval-Board´s) des Herstellers?
Grüsse
Martin
Ja, dann hätte es wohl Sinn mal im BCM Interleaved Erfahrungen zu
Sammeln.
Aber wichtig ist es, bei Neuentwicklungen viele Topologien einfach
durchzurechnen und zu vergleichen. Ok, bei PFC gibts ja nicht wirklich
viel Auswahl, aber ab Zwischenkreis weg gibts da endlos viele
Brückentopologien, Trafo mit/ohne Anzapfung, Gleichrichtertopologie,
Current doubler, etc.
Aber rechne dir einfach mal aus welche Drossel (L,Imax->Kerngöße) du für
BCM/interBCM/CCM benötigen würdest, und vergleiche.
Zu den Drosseln, ich lasse aucschließlich selbst Wickeln und setzte
Hauptsächlich Pulverkerne (Sendust,Highflux,MPP wie sie so heißen) ein.
Da hilft nur Rechnen, Wickeln, Testen, Vergleichen, Rechnen, Wickeln,
(Kosten) ...
Wenn du auf Wirkungsgrad aus bist, würde es sehr Sinnvoll über
Bridgeless PFC nachzudenken, da hast du auch 2 Drosseln aber eben nicht
interleaved. Aber speziell bei Lowline (85V-110V) hilf das fehlen der 2
lässtigen Diodenstrecken enorm.
MFG
Klar ists teuerer, nichts ist umsonst.
Eher Unsinn? Selten soetwas dummes verallgemeinertes gehört!
Ich entwickle Telecom Rectiefier und Servernetzteile, bei den letzen
Efficiency Anforderungen des Telecom Zeugs, kommt man da nicht herum.
Zb.: eff>96,5% @20%-80%Load (2.6kW), da kann man sich keine Brücke am
Eingang Leisten und hart schalten ist schon lange vorbei....
MFG
Hi Fralla,
was hälst Du von interleaved - Bridgeless-PFC Topologien im Gegensatz zu
einer klassischen Bridge - nicht interleaved Variante?
Beispiel:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28070.pdf
Ich werde vermutlich demnächst eine 1 - 2 kW PFC entwickeln.
Vom Verständnis ist mir klar wie eine PFC funktioniert und welche
Herausforderungen seitens der Leistungselektronik auf mich zukommen.
Was ich nicht einschätzen kann sind die Punkte EMV-Filter und
Gesamtkosten.
Soweit ich verstehe (Eigenschaften Bridgeless-Interleaved):
------------------------------------------
+ keine Verluste des Eingangsgleichrichters
+ effektive Verdopplung der Schaltfrequenz (Reduktion des Ripplestrom
und der Induktivitätsgrößen)
+ kleineres EMV-Filter => niedrigere EMV-Störung (Effekt des
Gleichtrichters entfällt) und Verschiebung zu höheren Frequenzen
+ kompakteres Design möglich
+ (Vorteil des UUC28070 => Dithering der Schaltfrequenz - leckere
Verschmierung des Störsspektrums über einen breiten Frequenzbereich)
- Mehr Bauteile (zwei Leistungsschalter, zwei Drosseln, etc)
- komplexere Ansteuerung / Regelung (Current Sharing)
- Zusätzliche Inrushcurrent Dioden
So großer Moment:
Was kostet so etwas unter dem Strich mehr oder weniger??
Sofern der Wirkungsgradgewinn als sehr wichtig gewertet wird fällt die
Entscheidung sicher zu der Bridgeless-Variante.
Hast Du eine Meinung / Erfahrung dazu??
Interleaved - Bridgeless vs. Single-Briged, ist ein Vergleich der
Extreme.
Interleaving hilf in erster Linie die Baugrößer zu verkleinern,
(Drosseln+EMV Filter) Kondensator wird durch die Holdup-Time festgelegt
(weniger RMS kann ihn widerum kleiner machen).
Schaltervluste wirken sich beim interleaved natürlich doppelt aus, bei
wenig Last wird das deutlich und genau dort beißt es sich dann mit der
Spec (zb >95% 30%-70%)etc. Also wie gesagt interleaving heist nicht
immer high efficiency.
Doch bei steigender Leistung werden irgendwan die Ströme so hoch das ein
interleaved Design wieder Effizienter wird. Sehr wichtig sind die
Mosfets, ein extrem dicker zb 45m C6 Coolmos hat massive Kapazität, da
ist man mit interleaved und zwei 199 pro Kanal (also 4 Fets) besser und
sogar billiger drann (die 199m bekommen wir nachgeworfen, da in so
vielen Geräten im Einsatz). Werden die Drosseln größer als 33m
Durchmesser passen sie nicht mehr stehend ins Gerät (Telcom Rack).
Auch an die möglichkeit denken einen Channel Lastabhängig wegschalten
(aber EMV-Filter beachten)
Brigles hilft extrem dem Wirkungsgrad, aber man braucht doppelte Anzahl
an Drossseln, Fets, Dioden. Drosseln sind teuer, speziell wenn
Verlustarme MPP Kerne eingesetzt werden (Bei High-Efficienzy
mittlerweile auch Pflicht, zumindest im Telcom und Server Sektor).
Weitere wichtiger Punkt Dioden: Bei höheren Leitungen gibt nur mehr CCM,
und da recovert die Diode eben, also muss man fast SiC Dioden einsetzten
(Infineon, ST,Cree) welche auch recht teuer sind.
Man sieht Bridgless verdoppelt die Hauptkostenträger einer PFC.
(Die Inrush Dioden können billigste Si-Dioden sein)
EIn Bridgless+Interleaved Design ist schon recht Aufwendig, teuer (wie
schon erwähnt ich bin mal von bridgeless+Interleaved auf 1-Channel
zurückgegangen bin weil einfach effizienter) Ein 5kW HE Gerät hat
hingegen 4 Drosseln (Bridgless+interleaved).
Mit einem 2 IC das zusammenschustern ging schief, also kam ein DSPic zu
einsatz. Auch 3-Phasen interleaved ist möglich, klar.
Bridgeless geht auch mit einer Drossel und zwei Fets+Dioden, doch dann
hat man das volle Schalt-noise an einem der Leiter, beim ersten EMV
Messen von conducted EMI ist man beim Common Mode Test weg.
Dithering kann man mit jedem IC machen (Oszilattor mit Transistot
verziehen zb) war also nie ein Argument für den 28070. Trotzdem eine
wirkungsvolle Maßnahme. Das tolle am 28070 ist, dass er wirklich einfach
zu beschalten ist und gut funktioniert, besonders die Overcurrent
protection.
So jetzt hab ich einfach mal ein paar gedanken zu dem Thema
runtergeschrieben, hoffentlich hilfts...
@Micheal: Einfach aus meiner Erfahrung heraus: eine hocheffiziente
1kW-2kW PFC würde ich garantiert 1-Kanal Bridgless machen!
MFG
Hi Fralla,
vielen Dank für Deine Einschätzung.
> @Micheal: Einfach aus meiner Erfahrung heraus: eine hocheffiziente> 1kW-2kW PFC würde ich garantiert 1-Kanal Bridgless machen!
Ähem, hast Du da ein Schaltungsbeispiel oder ein Referenzdesign an dem
ich mir das mal zu Gemüte führen kann?
(Liegt das Geheimnis nur in der Ansteuerung?)
Danke,
Michael
Ansteuerung ist Nebensache, der UCC28070 macht es einfacher, früher
hatte man 2 ICs verwendet, einen PFC IC + interleaving controller.
Das Geheimniss liegt in der Auswahl, Kombination und Betrieb der
Leistungsbauteile. Kombination von Schaltfrequenz, Idunktivität ->
Stromrippel, Kernmaterial. Schaltfrequenz in Kombeniation mit dem
Richtigen FETs, Abwiegen von Schaltverlusten Leitverlusten, etc.
Bridgless ist auch nicht ganz so simpel, zb Strommessung CM-Noise, es
gibt widerum viele verschiedene Bridgeless Topologien.
Es ginbt designs die fahren hohen Rippel mit billiger SI Diode, man ist
durch den Rippel über der Halbwelle gesehen sehr lange im Discontinous
Mode, also keine Recoverry verluste. Ist natürlich nichts für HE, aber
kleiner als BCM.
Die Kunst ist die richtigen Leistungsbauteile zu wählen und diese
möglichst viel in ihrem optimum zu betreiben. Dieses kann je nach
Forderung des Wirkungsgrades verschieden sein. zb hoher wirkungsgrad in
schmalem Bereich, oder flache Wirkungsgradkennlinie.
Es ist ein hantieren mit den drei grundlegenden Verlustentypen
(konsnatnt, linear, quadratisch).
Und dann muss das alles mit den kosten auch noch passen, da sind einfach
mehrer Design itterationen notwendig und testen, testen, testen. (Am
besten macht das ein Praktkant oder Werksstudent der zb 10
Drosselkombinationen durchtestet und dokumentiert ;)
Da ist der Controler nebensache.
Ich kann dir natürlich keine Schalpläne oder Designs zeigen, aber das
Datenblatt des UCC28070 kann man ziemlich übernehmen. Bei konkreten
Fragen kann ich die aber schon helfen.
Hier wird schöne Abhanldlung über Bridgless, mit bsb Design und auf die
Poblematik des Srommessens bei Bridgless wird eingagangen:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9119.pdf
(schon IC ist schon alt aber das Prinzip stimmt ja noch)
Mit welchen Tools simulierst / schätzt Du die Verluste in den jeweiligen
Schaltungstopologien und Arbeitspunkten ab?
Klar muss man die induktiven Komponenten physikalisch vorliegen habe,
damit man deren konkrete Parameter ermitteln kann.
Aber bevor ich nun x verschiedene Hardwareaufbauten unterschiedlicher
Topologien mache, möchte ich schon wissen welche 2 bis max. 3 Varianten
die aussichtsreichsten sind.
Ein Hoch auf die Testerei :)
Ist ganz verschieden, machnmal ganz simple LTSpice, aber
bei komplexen Sachen setz ich auch Simplorer ein, zb
komutierenungsvorgänge in Stromrichtern. Bei geschalteten Sachen macht
LTSpice machmal einfach Unsinn (oder ich mach unsinn).
Schon klar das jede geteste Hardware einer berechnung oder simulation
unterliegt, ist eh Voraussetzung.
Weiters ist es sehr praktisch mit Matlab eine mathematische
Aufschlüsselung der Verlute zu machen, und dann über die Leistung bzw
Eingangsspannung zu simulierne. Ma rechnet einfach die Ströme und
Spannungen einer eingeschwungenen PFC durch. Bei der Drossel wirds dann
schiwerig, man brauch math Näherungen der Kurven für Kernverluste,
B-H... Funktioniert für grobe Einschätzungen.
Ich würde sagen, in den Wickelgütern, egal ob PFC, oder Trafo für LLC
Wandler, forward, flyback, etc liegt das meiste Potential.
Puh, das ganze PFC-Zeug hats ja echt in sich, ich wusste bis vor kurzem
nicht von den oben genannten Topologien, mit war nur die Sache mit dem
Hochsetzsteller bekannt.
Mir wirds in nächster Zeit auch blühen so ein Ding designen zu dürfen,
weswegen ich grad auf der Suche nach Infos bin.
Deshalb die Frage, wo gibts Infos über die Basics von den ganzen
komplexeren Topologien wie interleaved und resonante Geschichten, ich
hab bisher nicht viel gefunden.
Offensichtlich gibt es auch einige verschiedene Bezeichnungen, die aber
das gleiche bedeuten, steh da grad etwas im Wald und wäre für jeden Tipp
egal ob Literatur oder Beispielschaltung dankbar!
http://focus.ti.com/download/trng/docs/seminar/Topic5MO.pdfhttp://focus.ti.com/lit/ug/sluu228/sluu228.pdf
Beispiele und Grundlagen über interleaving.
Dann: App Note zum UCC28070/60 suchen!
Auch fein, aber
pat.:http://www.deltartp.com/dpel/dpelconferencepapers/Interleaved%20PFC%20Boost%20Conventer.pdf
(Delta ist ziemlich arg drauf)
Grudsätzlich ist eine PFC was eher triviales. Doch mit den aktuellen
Vorgaben von Wirkungsgrad, Baugröße, Kosten wird daraus schnell etwas
sehr komplexes.
Es gibt soviele Optimas zu finden angefangen von Topologie,
Kernmaterial, Wicklungen, Fet, Dioden, etc. Anpassung an geforderte
efficiency Kennlinien, Eingangsspannungsbereich, .....
Es gibt dann noch viel mehr, wie Wicklungen verkoppeln (verschiedenste
Arten), verschiedenste aktive/passive soft-switching Varianten bis hin
zur voll resonaten-intervleaved-bridgeless-PFC Stufe. Dies geht weiter
indem PFC und nachgeschalteter DC/DC auf verschiedenste Arten gekoppelt
werden (zb.: magentisch) um ja keine Energie in Soft Switch Schaltungen
zu verschwenden. Da ist nichts mehr mit Regler ICs da kommen
ausschließlich DSPs zum Einsatz.
Gerade im Bereich Server/Storge Supply und Telecom Power supply wird
intensivst auch im Bereich der High-Efficiency PFCs geforscht. Aktuelle
High-End Designs erreichen >99% in der PFC (in einer nur 2kW Unit).
MFG
So, hab jetzt mal einiges zum Thema durchgewälzt...
Wenn man bei eiem einfachen Boost-Konverter anfängt, gibt es
offensichtlich die Möglichkeit, den Drosselstrom auf null abklingen zu
lassen, bevor der Transiostor schaltet, spart recoveryverluste, oder
eben den Strom nicht abklingen zu lassen, was sich offensichtlich
continious conduction mode schimpft. Der hat den Vorteil, dass der
Stromripple geringer ist.
Interleaving hat den Vorteil, dass man den Strom abklingen lassen kann,
der ripple aufm Elko aber dennoch gering bleibt.
sehe ich das soweit richtig?
Was heißt Boundary conduction mode?
Bedeutet das nur, dass der Drosselstrom gerade so abgeklungen ist?
Wenn man die ganzen Spielchen zwei mal aufbaut kann man sich die Brücke
sparen, soweit ists mir klar. Dann wieder interleaving für beide
Halbwellen, oder eben pro halbwelle sogar mehrphasig... bis ins Uferlose
Was mir nicht einleuchtet:
ich dachte man verkünstelt sich immer mehr, je höher die Leistung der
PFC, damit es auch wirklich was bringt (nicht vom Wirkungsgrad her, aber
absolute Verlustleistung) ich meine ne 100W PFC verglichen mit einer für
>3kW, wo eine Brücke auf der kleinen keine Rolle spielt, bei 3kW aber
sehr wohl...
Wieso steht dann in dem Selektorguide, dass bei >1kW nur CCM in frage
kommt?
Ist das da alles nimmer beherrschbar mit bridgeless interleaved?
Fralla Du sagtest Du würdest so eine PFC auch 1-Kanal Bridgeless machen?
Kann man die Schaltverluste der Mosfets durch
Pv=1/2Vboost x Id x (tr+tf) x f + 1/2 x Coss x (Vboost)² x f + Vg x Qg x
f einigermaßen abschätzen, oder wie macht ihr das?
Entsprechend für Dioden: Pv=1/2Id x trr x f
Viele Fragen, ich weiß, aber das ist alles Neuland für mich, der auch in
Sachen Schaltnetzteile noch nicht so sonderlich bewandert ist...
CCM: der Strom über der Induktivität ist fast nie null und der Schalter
muss bei leitender Diode eingeschaltet werden (Reverse Recovery Ströme
der Diode fließen durch den Schalter).
DCM: lückender Strom, bei jedem Schaltvorgang wird der Drosselstrom
komplett aufgebaut und nach dem Ausschalten wieder abgebaut. RR-Strom
der Diode klingt komplett ab, bevor der Schalter erneut eingeschaltet
wird.
BCM ( boundary / critical conduction mode) scheint so eine art
Mischbetrieb zu sein (je nach Lastfall der PFC).
In Deiner Aufzählung hast Du nur die Verluste betrachtet, für ein
verkaufbares Produkt ist die EMV jedoch entscheidend. Hier muss die
Grundwelle der Schaltfrequenz sowie die Oberwellen im Eingangsfilter und
Ausgangsfilter wieder gedämpft werden.
Bei einer DCM/BCM PFC ist der Stromripple erheblich höher, so dass die
Grundwelle einen hohen Pegel hat. => niedrige Frequenz und hohe Dämpfung
bedingen große Filterdrosseln.
Mit CCM ist der Stromripple deutlich kleiner, dafür treten
hochfrequentere Umladeströme (Reverse Recovery) auf so dass das Layout
entsprechend gut sein muss (oder kein Common-Mode sondern auch ein
DifferentialMode Filter notwendig wird).
Mit den Interleaved-Versionen kann man die Frequenz des Stromrippels
ebenfalls erhöhen und dadurch vielleicht im EMV-Filter einsparen.
Drosselgrößen (Booster Drossel sowohl Filer) werden unrentabel groß wenn
man zb BCM mit 1kW betreiben möchte. Der Drosselstrom ist immer ca
doppelt so groß wie der jeweilige Laststrom(Fläche eines Dreiecks). Für
den jeweiligen Fall kann ja nachrechen. Nur ich weis, dass sich bei
meinen üblichen Anforderungen BCM bei 1kW nie einsetzten würde.
>Wieso steht dann in dem Selektorguide, dass bei >1kW nur CCM in frage>kommt?>Ist das da alles nimmer beherrschbar mit bridgeless interleaved?
Ist ja nur ein sehr grober Guide (viel-wenig Leistung)
CCM schließt bridgeless ja nicht aus. Interleaven kann man alle Modes
und ebenso bridgeless fahren
>Bedeutet das nur, dass der Drosselstrom gerade so abgeklungen ist?
+Spitzenströme kleiner als DCM
-Freunz nicht konstant, (Filterauslegung, sehr hoch im Bereich
Nulldurchgang)
>Kann man die Schaltverluste der Mosfets durch>Pv=1/2Vboost x Id x (tr+tf) x f + 1/2 x Coss x (Vboost)² x f + Vg x Qg x>f einigermaßen abschätzen, oder wie macht ihr das?
Ja kann man anbschätzen, hat man das man mathematisch erfasst kann man
in MATLAB Last und Eingangsspannung varieren und zb Kennfelder erstellen
um ein optimum zu finden. Modelbildung einer PFC ist wieder ein eigenes
Kapitel.
Wichig bei Mosfetwahl ist das verh. Rdson - Kapazität (wenn
hartgeschaltete Topologie). Das kann man grob mit den üblichen Formeln
für Schaltverluste mit dem Leitverlusten vergleichen.
Problematisch sind aber wie immer Wickelgüter, bei einer konv, PFC ist
eben nur eine Drossel (bzw mehrere gleicher Typ), doch bei den
interessanten soft switched und resonanten Topologien kommen dan weitere
Drosseln, Übertrager etc dazu)
>Fralla Du sagtest Du würdest so eine PFC auch 1-Kanal Bridgeless machen?
Ja, Grundsätzlich 1-Kannal.
Interleaved vielleich wenn ultrakompakt,
Bridgeless und die anderen Spielerein je nach Spezifikation (Bei 1kW vl
max bridgeless alles höhere hab ich bei 1kW noch nicht gesehen)
MFG
Ich habs jetzt aber immer noch nicht kapiert, wie jetzt genau ein
Boundary Conduction mode läuft. Bei welchen Topologien ist die Frequenz
konstant oder variabel? (Sorry, steh irgendwie noch im Wald)
Desweiteren dachte ich dass der gag am interleaving gerade der ist, dass
eben immer der eine Strom abklingen kann vor ausschalten, weil ja dann
gerade der andere am fließen ist, oder ist es eher wegen teilweiser
Kompensation der Störungen?
ccm weil weniger Ripple fürn Elko, ok, die Recoveryverluste sind mit
FREDs mit trr=35ns -so ich nicht mit falschen Formeln gerechnet hab-
eher weniger das Problem (einstellige Watts?)
Von bridgeless würd ich jetzt eher mal absehen als von interleaved,
Wirkungsgradanforderungen derart hab ich nicht.
Was also sind die Probleme beim interleaving? (Weswegen würdest Du das
nicht machen Fralla)
>Was also sind die Probleme beim interleaving? (Weswegen würdest Du das>nicht machen Fralla)
Probleme gibts keine, der Aufwand ist einfach doppelt so hoch. Bei
Bridgless jedoch genauso. Der Wirkungsgradgewinn bei 1kW ist mit
Bridgeless aber besser. Jedoch ist bridgless doppelt so groß
(vereinfacht), Elko, EMV muss wie für 1-Kanal ausgelegt sein.
>die Recoveryverluste sind mit FREDs...
Oder besser SiC-Dioden
>Ich habs jetzt aber immer noch nicht kapiert, wie jetzt genau ein>Boundary Conduction mode läuft. Bei welchen Topologien ist die Frequenz>konstant oder variabel?
BCM:
Strom sinkt in jeder Schalperiode auf Null ab und Schaltet sofort wieder
ein. Strom muss durch "Zero current detection" Maßnahmen detektiert
werden (steht in jeder Appnote zu einem BCM Controler).
Frequenz ändert sich über die Halbwelle, relativ am anfang der Halbwelle
steigt der Strom nur wenig an und sinkt wieder auf null, dies dauert
weniger lang, (als wenn der Strom höher) steigen muss, folglich ist f
hoch. Muß der Strom bis zum Scheitel Steigen dauert dies länger, ->f
niedrig. Im Bereich des Nulldurchganges wird f begrenzt. (Ähnlich wie
ein Sperrwandler quasi-resonant betrieben)
CCM:
f ist Grundsätzlich konstant (abgesehen von einem eventuell wobbeln).
Es gibt DSP gereglete PFCs wird aber f verändert, (zb Lastabhängig,
Eingangsspannungsbahängig, etc)
>eben immer der eine Strom abklingen kann vor ausschalten, weil ja dann>gerade der andere am fließen ist
Das dutycycle ändert sich über der Halbwelle, also bei der PFC selten
der Fall. Bei 2K interl. ist bei d=50% der Ripple sogar null.
hauptvorteile Interleaving:
- EMV Filter sehen doppelte frequenz -> kleiner.
- Elko sehen doppelte frequenz -> kleiner.
- Spitzenströme in Drosseln kleiner -> kleiner (alle zusammen)-
Gesammtenergiespeicherkapazität der Drossel ist nur halb so groß, bei 4k
nur 1/4. (war der Grund warum ich das 5kW Teil, 4-K interleaved gebaut
habe. Ansonsten währe es nie so kompakt geworden, Elkos sehen meist
800Khz)
- I²R Verluste sinken.
+konstante Verluste (zb Schalten können steigen, aber nicht x2 da
wahrscheinlich C das Fets kleiner)
Die Angehängten Bilder sollten auf einem Schlag klarmachen was das Tolle
an interleaved PFCs ist.
MFG
Danke für den mords Beitrag Fralla,
irgendwie gefällt mir ein interleaved Design, wenn auch mit Brücke am
Eingang.
SiC-Dioden, ja, ich hab in einer anderen Art Schaltung welche
eingesetzt.
Tut eiwandfrei, weiß jemand obs die Dinger auch mit mehr Strom gibt als
mit 16A? so richtung 70? (bei 600V)
MFG
>Tut eiwandfrei, weiß jemand obs die Dinger auch mit mehr Strom gibt als>mit 16A? so richtung 70? (bei 600V)
Hui was hast du vor?
Kenne keine 600V-SiCs für solche Ströme, (für mehr Spannung ja, aber
bringt ja nichts)
Aber, man kann SiCs einfach Parallel Schalten, pos Temokoeff.
Funktioniert, hab ich getestet.
70A für PFC?
Kleine Geschichte:
Mein 5,4kW Rectifier zieht bei 110V 51A, da 4-Kanal interleaved nur
12,8A pro phase, da kam eine 12A 600V Sic zu Einsatz. Sin dann einfache
Handhabbare Ströme, auch was Drossel und Fet betrifft.
Falls du doch so einen Strom brauchst, GaAs-Dioden auch beachten!
habn kein recovery wie SiC aber zusätzlich eine 5mal kleinere
Kapazität. Zwar höhere Flußspannung (2x300V) in Serie in einem Isoplus
gehäuse. Aber die kapazität der Diode muss der Fet laden. In einem Test
(in einer PFC) wurde die Diode wärer (Flußverluste), aber der Fet blieb
kühler, es entstand fast ein ausgleich.
aber GaAs kann der Halbleiterhersteller (angeblich) besser bearbeiten,
weicher, keine extremen Temperaturen bei der Berarbeitung Deshalb
billiger und groß dies möglich. Angeblich mach IXYS bald 600V
GaAs-Dioden bis 100A. GaAs hat einen negativen Tempkoeffizent, Uf wird
besser bei hoher Temp. Allerdings ist dann mit parallelschalten nichts
mehr.
Sic vs. GaAs muss man dann genau vergleichen was beim jeweiligen Design.
Nebenbei, hier was sehr feines:
http://www.cree.com/products/pdf/CPW3-1700S025.pdf
Die ist wirklich so, selbst getestet.
MFG
Hmm, die GaAs Dioden von IXYS darf ich irgendwie nicht anschauen, da
kommt nur ne leere Seite.
Die 70A sind ne ganz andere Baustelle, das hat nix mit der PFC zu tun,
dacht nur ich frag mal, wenn schon die Rede von SiC ist...
Wie setzt man so ne Chipdoide ein? Muss ich die seber in ein Gehäuse
bonden?
>Gibt es einen 1-Chip PFC-Controller für Bridgeless (dual-)interleaved im>ccm?
Gibts es nicht. Hatte vor Jahren auch diese forderung und war mit vielen
Herstellern von PFC Controllern in kontakt. Das wollte niemand bauen un
wird es nicht. DSP machen soetwas überflüssig und kosten nicht mehr als
es ein solch spezieller Controller tun würde. Wenns mal mehr
geinterleaved werden soll und das Bridgeless und Mehrphasig(Netz), dann
bleibt nur der DSP über. (Ok man kann mit mehren single-Phase
controllern und eine Menge Stoff runheruam gehts auch, aber ist teuer
und weniger zuverlässig)Schau die bei Microchip um. Die haben so viele
Appnotes und fertigen Code, (zb für die Stromregelschleife),
Simulationen mit Simulink, da wird PFC entwicklen so easy wie ein
Linearregler (etwas Übertrieben, aber in diesem Gebiet ist meiner
Meinung nach Microchip top).
MFG