APFC

[tak]

Помогите разобраться новичку.
Читал разные апноты и на SCR/LLC, и на APFC, но всё равно некоторые вещи в голове толком не укладываются.
ККМ предназначен для приведения реактивной мощности потребления к активной. Хорошо, это понятно. Далее, ККМ не может накачивать током балластник с любого мгновенного напряжения с синусоиды с силовой сети ~220В, 50Гц, а только с какого-то минимального значения. Нашёл, ККМ обычно не делают с коэффициентом трансформации более 5, так как понижается эффективность/КПД. Пусть будет так, зададимся коэффициентом 5. Так, далее задаёмся максимальным уровнем напряжения питания для резонансника, пусть будет максимум на балластнике +390В, тогда значит минимальное уровень мгновенного напряжения, только более которого ККМ будет разрешено работать, должен быть не менее 390В/5=78В. Задаёмся диапазоном действующих напряжений для сети ~220/230В, 50Гц. Пусть будет стандартный диапазон ~100-240В. Частота сети 50Гц, время действия одного полупериода получается 10мс. Для худшего случая попробую посчитать время простоя ККМ за полуволну: arcsin(78В/(100В*2^0.5))… – то есть из 10мс действия полупериода ~100В, 50Гц ККМ 3.72мс будет простаивать, а 10мс-3.72мс=6.28мс подзаряжать балластник до +390В и при этом ещё питать нагрузку. Резонансник не питается от постоянного уровня напряжения +390В, так как 3.72мс из 10мс вынужден получать энергию только с балластника, с закономерным понижением уровня напряжения. При этом ток потребления резонансником с балластника будет только возрастать, так как резонанснику пофиг и ему нужна требуемая мощность для нагрузки.
Отсюда вопросы:
- каким диапазоном питающих напряжений задаться для резонансника на полумосте и на мосте, отдельно? Если не ошибаюсь, то с балластника для полумоста ток разряда требуется в 2 раза больше, если рассматривать мост и полумост на одну и туже выходную мощность;
- как правильно посчитать и выбрать балластник на нужный уровень ёмкости;
- как правильно посчитать RIP для балластника? Ведь в течении 3.72мс мы не должны превысить разрядный ток резонансником по RIP для конкретного электролита, а потом 6.28 мы не должны превысить зарядный ток с ККМ по RIP для этого же балластника.
Пока это для начала.

[Yuri222]

Если не ошибаюсь, то с балластника для полумоста ток разряда требуется в 2 раза больше, если рассматривать мост и полумост на одну и туже выходную мощность;

если вых. мощность в обеих топологиях (мост-полумост) одинакова, то при сравнимом кпд - и потребляемая мощность тоже будет одинакова.
Откуда Вы взяли тезис про удвоенный вх ток?

Нашёл, ККМ обычно не делают с коэффициентом трансформации более 5, так как понижается эффективность/КПД.
...тогда значит минимальное уровень мгновенного напряжения, только более которого ККМ будет разрешено работать, должен быть не менее 390В/5=78В

Что-то многовато 78В будет...
И где можно почитать про коэфф-т 5?

[mike-y-k]

tak, желательно бы к утверждениям в вопросе добавить источники или основания…
ЕМНИП, по поводу всех подробностей про PFC у ковбоев и ST было много материала…

[zoog]

ККМ предназначен для приведения реактивной мощности потребления к активной.

Нет - это конденсаторные установки так поступают.

Нашёл, ККМ обычно не делают с коэффициентом трансформации более 5, так как понижается эффективность/КПД.

А на нижнем напряжении КПД и не нужен. С 20В уже идёт отработка афаик.

балластник

Чиво??

для полумоста ток разряда требуется в 2 раза больше

В масштабе 50кГц - да, а на 50Гц - нет.

[ForcePoint]

ККМ предназначен для приведения реактивной мощности потребления к активной.

Сведения реактивной к заданному минимуму.

Откуда Вы взяли тезис про удвоенный вх ток?

+1

Сообщение от tak

балластник

Чиво??

"Звено постоянного тока", "Bulk capacitor". Наверное - так?

[zoog]

Звено постоянного тока", "Bulk capacitor". Наверное - так?

Да хоть как, но балластом называть как-то совсем по-миллениалски.

Сведения реактивной к заданному минимуму.

Для доведения КМ до нужного значения. Реактивной мощности в выпрямителе нет.

[tak]

если вых. мощность в обеих топологиях (мост-полумост) одинакова, то при сравнимом кпд - и потребляемая мощность тоже будет одинакова.
Откуда Вы взяли тезис про удвоенный вх ток?

Ну как же, если две нагрузки на одну и туже мощность, то если прикладывается напряжение в два раза меньшее на одну из нагрузок, то тогда ток должен быть в два раза больше, иначе как сохранить тот же уровень мощности?

Что-то многовато 78В будет...

Да и мне так кажется. С КПД APFC как-то не сходится.
Но как ограничить зарядный RIP на конденсатор? Вот есть конденсатор, например, 680мкФ на 420В и RIP до 2.25Аrms, если 1 часть времени с него ток снимают, а 1.5 части времени на него ток заливают и так в постоянном цикле. Конденсатору не приходиться простаивать. Причем 1 часть времени разрядный ток синусоидой и частотой 30-80кГц, а зарядный ток - меандр, частотой до 150кГц.

И где можно почитать про коэфф-т 5?

Я не помню, где-то вычитал и запомнилось.

но балластом называть как-то совсем по-миллениалски.

А как его ещё назвать?

[zoog]

А как его ещё назвать?

Правильно: сглаживающий. Также допустимы: фильтр выпрямителя, банка, накопительный. Балласт - это какая-то антинаучная хрень, где только услышали)

Но как ограничить зарядный RIP на конденсатор?

Уменьшив ток потребления, очевидно.

[tak]

фильтр выпрямителя, банка, накопительный.

Так он не просто фильтр выпрямителя. Фильтры выпрямителя есть на выходе шин на низковольтной стороне. Банка, да так называют все крупные конденсаторы. Да и конденсаторы все накопительные, хотя есть ещё задающие, других не знаю. А балластник как нельзя лучше подходит, ибо не только как фильтр питания, а ещё как накопительный резервуар для поддержания напряжения на нагрузке, когда не просто требуется после выпрямителя сглаживать пульсации, а фактически выполняет роль бесперебойника, правда на очень короткое время, но с разрешением сильно снижать напряжение в допустимом диапазоне. То есть хорошо так одним словом обозначает место в схеме.

Уменьшив ток потребления, очевидно.

И как это сделать? Вот смотрите, у нас есть потребитель, который кушает 1А. На этом потребителе должно быть напряжение питания 10В. Пока ККМ работает, то ККМ заряжает и конденсатор, и в этот же момент питает нагрузку. Конденсатор нужен только на тот момент, когда питание отсутствует, а нагрузка должна по-прежнему получать по возможности тот же уровень напряжения и требуемую мощность. Значит конденсатор должен уметь разряжаться тем же током, что требует нагрузка. Если конденсатор разряжается тем же током, то и заряжаться должен тем же током, если нам требуется восстановить прежний уровень напряжения на нём, а значит повышающий преобразователь должен уметь на выходе иметь двойной уровень тока, если конденсатор 50% времени разряжается и 50% времени заряжается. Да, RMS тока с ККМ будет 1А, но 50% времени должен выдавать ток 2А. Но это ККМ, он же простаивает 50%. Конечно, когда у нас ККМ, то конденсатор может из 92% времени подпитываться ККМ и только 8% времени в одиночку питать нагрузку. У ККМ нет определителя уровня нагрузки. В один момент времени нагрузка будет 100%, а в другой только 20%, например. Но ограничитель тока у ККМ настроен только на работу с 100% нагрузкой и с небольшим запасом, на пример 10%. То есть, когда нагрузки не будет, то зарядный ток на конденсатор будет двойным + запас. И не важно на сколько при этом будет разряжен конденсатор. Да, всё равно надо считать RIP по RMS, опять же конденсатор у нас практически не простаивает, кроме пауз пульсаций в разрядной синусоиде, и пауз пульсация в зарядном меандре, но сумма модулей двух токов будет полной, без простоя.

[zoog]

А балластник как нельзя лучше подходит, ибо не только как фильтр питания, а ещё как накопительный резервуар для поддержания напряжения на нагрузке, когда не просто требуется после выпрямителя сглаживать пульсации, а фактически выполняет роль бесперебойника

Какая из этих функций у Вас ассоциируется с бесполезной нагрузкой?

И как это сделать?

Во-первых, сформулировать ТЗ. Людям какправило не сам ток требуется изменить, а уложиться в габариты/бюджет/етц.

Если конденсатор разряжается тем же током, то и заряжаться должен тем же током

Ну, допустим, не током, а зарядом. Дальше не особо понял проблемы. СКЗ ток пульсаций с АККМ будет ниже, чем с обычным выпрямителем, но не в разы.