Hallo
Ich habe mir gerade den bridgeless PFC angesehen und habe die
Funktionsweise der Schaltung versucht zu begreifen.
Ich meine, dass ich es auch soweit verstanden habe. Die FETs werden mit
einer PWM abwechslungsweise betrieben, sodass die Spannung
gleichgerichtet und der Zwischenkreiskondensator geladen wird. Das ist
dann die Spannung, die dem DCDC zur Verfügung steht. Mir ist nur nicht
klar, wie nun damit für eine Power factor correction gesorgt wird.
Ich muss ja die Netzspannung messen und den Strom auch. Damit die in
Phase sind muss ich die FETs entsprechend ansteuern. Aber wie genau
werden die angesteuert? Wenn in einem Moment zB der Strom in Phase ist,
sich aber zu verschieben beginnt. Wie muss dann die PWM verstellt
werden.
Geht es dir um das Verständnis einer PFC ganz allgemein oder darum, wie
die bridgeless PFC funktioniert?
Letzteres ist einfach: Genauso, wie die normale, nur gibt es statt eines
kompletten Brückengleichrichters und einem nachfolgen Step-Up-Wandler
nur einen Brückengleichrichters, deren Dioden nach Masse durch zwei FETs
ersetzt werden, die die selben Ansteuersignale wie die des FETs der
Normalschaltung. Prinzipiell lassen sich beide Gates parallel schalten.
Spart einen Standard-Gleichrichter und dessen Verluste, kostet einen
weiteren FET und eine schnelle Diode.
Der Zahn der Zeit schrieb:> Geht es dir um das Verständnis einer PFC ganz allgemein oder> darum, wie> die bridgeless PFC funktioniert?>> Letzteres ist einfach: Genauso, wie die normale, nur gibt es statt eines> kompletten Brückengleichrichters und einem nachfolgen Step-Up-Wandler> nur einen Brückengleichrichters, deren Dioden nach Masse durch zwei FETs> ersetzt werden, die die selben Ansteuersignale wie die des FETs der> Normalschaltung. Prinzipiell lassen sich beide Gates parallel schalten.> Spart einen Standard-Gleichrichter und dessen Verluste, kostet einen> weiteren FET und eine schnelle Diode.
Nein, die Funktionsweise kenne ich, mir ist nur nicht klar, wie man
durch das Schalten der FETs eine Power factor Korrektur erreicht. Was
muss die Schaltung zB wie tun, wenn der cosPhi = 0.7 beträgt?
markus schrieb:> Nein, die Funktionsweise kenne ich, mir ist nur nicht klar, wie man> durch das Schalten der FETs eine Power factor Korrektur erreicht. Was> muss die Schaltung zB wie tun, wenn der cosPhi = 0.7 beträgt?
Das Duty Cycle erhöhen bzw verringern, damit Strom und Spannung wieder
proportional zueinander sind.
Gruß,
markus schrieb:> Nein, die Funktionsweise kenne ich
Die Antwort irritiert mich. Welche Funktionsweise meinst du? Bridgeless
oder PFC? Ich vermute, es geht dir um das Verständnis einer PFC ganz
allgemein und hat mit dem Schaltungsdetail "Bridgeless" nix zu tun.(?)
Irgendwer wird vermutlich jetzt auf einen Wikipedia-Artikel verweisen
(oder fragen, ob deine Suchmaschine kaputt ist), aber ein paar
erklärende Worte könnte ich auch schreiben.
Der Zahn der Zeit schrieb:> markus schrieb:>> Nein, die Funktionsweise kenne ich> Die Antwort irritiert mich. Welche Funktionsweise meinst du? Bridgeless> oder PFC? Ich vermute, es geht dir um das Verständnis einer PFC ganz> allgemein und hat mit dem Schaltungsdetail "Bridgeless" nix zu tun.(?)> Irgendwer wird vermutlich jetzt auf einen Wikipedia-Artikel verweisen> (oder fragen, ob deine Suchmaschine kaputt ist), aber ein paar> erklärende Worte könnte ich auch schreiben.
Ich habe wikipedia und ein paar Videos schon dazu angesehen. Irgendwie
begreife ich einfach nicht, wie die FETs genau angesteuert werden, damit
eine Power factor Korrektur stattfindet und komme mir schon bescheuert
vor. Es kann ja auch keine konstante PWM sein oder etwa schon. Das ist
irgendwie nirgends beschrieben.
Ich meine die Schaltung, die ich oben angehängt habe. Ich weiss wie die
Ströme fliessen, wenn die FETs entsprechend geschaltet werden. Aber
wieso sollte sich die Phase in die richtige Richtung schieben, nur weil
jetzt das Duty Cycle erhöht oder reduziert wird?
markus schrieb:> Aber> wieso sollte sich die Phase in die richtige Richtung schieben, nur weil> jetzt das Duty Cycle erhöht oder reduziert wird?
Es geht primär darum, die Leistungsaufnahme wieder sinusförmig zu
machen. Ohne PFC hat das Netzteil einen Brückengleichrichter +
Kondensator am Eingang. Wenn der Kondensator erstmal geladen ist, fließt
nur an den Sinus-Spitzen kurz Strom.
==> Stromverlauf ist ganz anders als der Spannungsverlauf.
Genau das kannst du mit dem PFC-"Step-Up" verbessern, indem du zu jedem
Zeitpunkt die aktuelle Netzspannung auf die
Primärkondensator-Sollspannung hochsetzt. (und dabei noch den
"Soll-Strom" berücksichtigst)
Die PFC-PWM-Schaltfrequenz ist dabei so hoch, dass die Netzfrequenz
dagegen eine "langsam schwankende Gleichspannung mit gelegentlichen
Polaritätswechseln" ist. (Falls dir das bei der Vorstellung hilft)
Ok - es wird kein Phase geschoben. Die Vorstellung "Cos Phi korrigieren"
führt in die Irre.
Grundsäztlich wird aus einer AC-Quelle immer erst DC gemacht, am
einfachsten auf eine Spannung größer als die Spitzenspannung der
Versorgung, also ein Step-Up-Wandler. (Wenn dann ein AC-Verbraucher
angeschlossen werden soll, muss wieder ein Wandler dahinter.)
Ziel ist es, dass jederzeit die Stromaufnahme proportional dem
Spannungsverlauf ist, wie beim Widerstand. Also wird die PWM zum Einen
vom Eingangsspannungsverlauf geführt - je größer die Momentanspannung,
desto größer der Momentanstrom. Das ist aber zunächst nicht
lastabhängig, d. h., der Elko hinter dem Gleichrichter würde entweder
nicht voll oder binnen Kürze explodieren. Also muss die PWM gleichzeitig
so geführt werden, dass der Elko eine weitgehend konstante Spannung
behält.
Das muss die Regelschaltung unter einen Hut bekommen - dann ist es
geschafft.
PFC.jpg
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