三相维也纳PFC拓扑设计方案 - 1.2 控制回路必要的硬件支持电路介绍

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大家好 我是TI Century FAEIgor An 今天我将为大家介绍由TI C2000 Solution Team开发的 三相维也纳PFC的参考设计 希望通过这个参考设计能让大家了解到 三相维也纳PFC系统中有哪些TI的芯片 可供大家参考和选择同时也非常希望 我们在实现三相维也纳PFC
的控制算法 能对您有所启发和帮助 今天我将着重为大家介绍 为了实现三相维也纳PFC控制所需要的必要的硬件配置 以及在我们的这个解决方案中我们在硬件配置中 做出的这个方案选择 这里给大家展示的就是
三相维也纳PFC的主要功率电路 那这里我们看到蓝色的这个线画的电路 就是我们在实现维也纳PFC控制中所进行的一些信号的采样 那包括三相输入的ABC电流 以及三相输入的ABC电压 母线电压 那这里母线电压我们注意到 我们是分为正负母线那分别正负母线分别采 那同时会有一些驱动 这是我们硬件驱动芯片21520 那这里我们注意到 在一些采样环节我们用到
AMC1301这颗芯片 这个是一个隔离运放 那我们的这些高压的信号上
进行了隔离采样 母线电压的这个采样呢其实我们这里就是要着重强调 
我们要把正负母线分开采 同时我们用了隔离型的采样 那当然 有些系统中我们可以把这个隔离去掉 当然为了增加安全等级的话 那是需要有一个隔离的在这里面那如果没有隔离的话 我们直接用叉分的方式进行采样也是可以实现的 那另外一个其实在三相维也纳PFC中的 几个比较有挑战的点之一呢 就是我们这个对于输入三相电压的
这个line to neutral的
这个电压采样 这个线对N的 这个Neutral的采样 那因为我们对于三相四线系统中问题当然没有任何的难度 我们有一个外接的中线进来但是如果是对一个三相三线系统 我们整个系统中是没有中点这个概念的 没有中点这个线的所以我们需要人为造一个中点 那就是这个我们人为造的这个N 那这里呢 
在我们参考设计中呢 就直接把这个N做为
三相ABC电压的采样参考点 那我们可以通过这个图看到我们就是用一个叉分的方式 对三项输入电压进行采样 那这里其实还有一个更为复杂的问题 这个问题在我们这个维也纳PFC设计中并没有考虑 就是我输入三相不平衡的这种情况 那我们知道这个N
能够维持接近于零的
这个电位的 这个前提条件就是我三相电压基本平衡 那当不平衡的时候实际上我这个N是飘起来的 所以在这个N飘起来的这个情况下去采三项ABC的这个电压 那对每一项的这个电压它的真实质是有点影响的 那这个问题 在我们当前的这个解决方案中并没有引入 那我们在后续的这个软件升级中 会逐渐把这部分功能去加进去 那也欢迎大家在我们TI的论坛上就这问题跟我们进行讨论 那我们在这个介绍中我就暂时不考虑这种 
三线不平衡的这种状况 好 然后就是我们的电流采样以及电流的保护 那我们这个电流采样的这个手法呢 我们这里用的是Delta Sigma的这个电流采样 那对于电流保护呢 那一般我们的保护就是用这种比较器 那这里我们C2000那在新一代C2000中我们提供了 非常多的比较器资源而且每个比较器我们都是窗口比较器 所以在这个应用中我们的电流保护 就是用了我们内部集成的窗口比较器 所以不用额外增加其他的硬件外挂比较器 来实现这种保护功能 那同时我们通过这个C2000 新型C2000里面增加了一个这个xBAR功能 那这个xBAR就是可以把一些信号 在内部进行交叉或是合成 像这里我们是把几个比较的结果合成为一个事件 来送给PWM这个模块 来实现我们封锁这个PWM输出的功能 那还有一些xBAR的功能可以把一些IO 或者是把不同功能的IO在内部短接起来 比如说我可以把一个PWM输出通过xBAR的配置 短接到一个capture短脚上那通过这个capture短脚 采回来这个PWM信号
来去校验或是监测 这个PWM输出是不是
我希望的这个输出形式 等等这些功能 那这个xBAR也是我们
新款C2000里面一个新的功能 那同时我们这个窗口比较可以实现多G的比较功能 因为我们这个比较的罚质
是通过DA来设置的 所以我们可以实现多G的像我们比如说这个低一点的电流 是我们实现这个Cycle by Cycle的
这个逐波保护 那如果更高的这个电流 就实现这个我们叫One Trip就是只要过了马上就停机的这种 那Cycle by Cycle呢就是过了我保护
那下来之后我再开开 那这是两种不同的保护形式 好 对于硬件的这个外围设置
主要是我们的采样 就给大家介绍到这里欢迎大家继续关注下一部分的内容 谢谢大家
课程介绍 共计4课时,53分2秒

三相维也纳PFC拓扑设计方案

PFC 拓扑

TI 三相维也纳PFC参考设计软硬件实现方式,实现性能介绍
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讲师

讲师: Igor An

拥有自动化专业硕士学位及法国高等电力工程师学位,主要致力于数字电源及电机控制算法设计、仿真及开发。具有UPS行业及电动汽车电机控制相关领域产品开发经验,对电力电子系统数学建模,控制环路设计及电机无传感控制算法方面有着丰富的项目经验。

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