ZHCUC32C March   2012  – June 2024 UCD3138 , UCD3138064 , UCD3138064A , UCD3138128 , UCD3138A , UCD3138A64

 

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  3.   摘要
  4. 引言
  5. 说明
    1. 2.1 典型应用
    2. 2.2 特性
  6. 电气性能规格
  7. 原理图
  8. 测试设置
    1. 5.1 测试设备
    2. 5.2 建议的测试设置
  9. 测试点列表
  10. 终端列表
  11. 测试过程
    1. 8.1 效率测量程序
    2. 8.2 设备停机
  12. 性能数据和典型特性曲线
    1. 9.1 效率
    2. 9.2 功率因数
    3. 9.3 总谐波失真 (THD)
    4. 9.4 230VAC 和 50Hz 下的输入电流
    5. 9.5 输出电压纹波
    6. 9.6 输出导通
    7. 9.7 总谐波失真 (THD)
    8. 9.8 其他波形
  13. 10EVM 装配图和 PCB 布局
  14. 11物料清单
  15. 12数字 PFC 说明
    1. 12.1  1PFC 方框图
      1. 12.1.1 单相 PFC 方框图
      2. 12.1.2 两相 PFC 方框图
      3. 12.1.3 无桥 PFC 方框图
    2. 12.2  UCD3138 引脚定义
      1. 12.2.1 单相 PFC 中的 UCD3138 引脚定义
      2. 12.2.2 两相 PFC 中的 UCD3138 引脚定义
      3. 12.2.3 无桥 PFC 中的 UCD3138 引脚定义
    3. 12.3  EVM 硬件 – 简介
      1. 12.3.1 PFC 前置稳压器输入
      2. 12.3.2 PFC 功率级
      3. 12.3.3 非隔离式 UART 接口
      4. 12.3.4 隔离式 UART 接口
      5. 12.3.5 控制卡的接口连接器
      6. 12.3.6 用于 PFC 控制的 UCD3138 资源分配
    4. 12.4  EVM 固件 – 简介
      1. 12.4.1 后台循环
      2. 12.4.2 电压环路配置
      3. 12.4.3 电流环路配置
      4. 12.4.4 中断
    5. 12.5  状态机
    6. 12.6  PFC 控制固件
    7. 12.7  系统保护
      1. 12.7.1 逐周期电流保护 (CBC)
      2. 12.7.2 过压保护 (OVP)
    8. 12.8  PFC 系统控制
      1. 12.8.1 平均电流模式控制
      2. 12.8.2 ZVS 和谷底控制
    9. 12.9  使用 PID 控制的电流反馈控制补偿
      1. 12.9.1 s 域中极点和零点的环路补偿
      2. 12.9.2 使用 PID 系数进行反馈环路补偿调优
      3. 12.9.3 具有多组参数的反馈环路补偿
    10. 12.10 电压反馈环路
  16. 13利用 GUI 评估单相 PFC
    1. 13.1 图形用户界面 (GUI)
    2. 13.2 打开 Designer GUI
    3. 13.3 Designer GUI 概述
      1. 13.3.1 监控
      2. 13.3.2 Status
      3. 13.3.3 设计和配置
  17. 14使用 Designer GUI 进行监控、重新配置和重新调优
    1. 14.1 上电和测试步骤
    2. 14.2 使用 GUI 进行监控
    3. 14.3 使用 GUI 进行配置和重新配置
    4. 14.4 使用 GUI 进行反馈控制环路调优和重新调优
      1. 14.4.1 电流环路评估
      2. 14.4.2 电流环路重新调优
      3. 14.4.3 电压环路评估和重新调优
  18. 15数字 PFC 固件开发
  19. 16参考资料
  20. 17修订历史记录

PFC 功率级

尽管 EVM 的默认配置为单相 PFC,但图 12-8 中所示的 PFC 功率级采用两相升压 PFC 拓扑。功率 MOSFET Q3 和 Q4 由控制器的 DPWM 信号 DPWM1B 和 DPWM2B 通过 UCC27324 MOSFET 栅极驱动器器件来驱动。该原理图还显示,检测到四个额外的信号并最终连接到 UCD3138 控制器的 12 位 ADC 输入引脚。这四个信号是经整流的交流线路和中性线电压、用于电压环路控制的直流总线电压、冗余 OVP 保护和输入电流。检测到的信号缩放和调节到 0V 至 2.5V 的范围内,该范围与 ADC 的满标量程相对应。

对于单相 PFC 和两相交错式 PFC,PFC 级的总输入电流在检测电阻器 R6 和 R7 上以差分方式进行检测,然后通过电流检测放大器 U1 进行调节。图 12-8 展示了这种情况。这个检测到的输入电流信号缩放和调节到 0V 至 1.6V 的范围内,此范围与误差 ADC0 (EADC0) 相关的片上 DAC 的范围相对应。

在 DCM 模式下,电感器电流在电感器和开关节点等效电容器之间波动。因此,电感器电流变为负值,但负电流不会出现在电流放大器的输出端。因此,放大器输出并不代表总电感器电流。为了检测这个负电流,放大器的正输入端子添加了一个偏移,如图 12-8 中的 R113 所示。

对于无桥 PFC,PFC 级输入电流由电流互感器 T2 和 T3 来检测。T2 和 T3 的输出信号整流、缩放和调节至 0V 至 1.6V 的范围,此范围与误差 ADC1 (EADC1) 和误差 ADC2 (EADC2) 相关的片上 DAC 的范围相对应。

 PFC 功率级图 12-8 PFC 功率级