半波平均电流控制的CCM倍压BOOSTPFC电路设计规范3KVAUPS.docx
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半波平均电流控制的CCM倍压BOOSTPFC电路设计规范3KVAUPS.docx
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半波平均电流控制的CCM倍压BOOSTPFC电路设计规范3KVAUPS
半波平均电流控制的CCM倍
压PFC(3KVA
规范编码:
TS-C010400002
版本:
V1.0
密级:
机密
华为电气研究管理部
执笔人:
张华建
页数:
共11页
半波平均电流控制的
CCM倍压PFC(3kVA)
深圳市华为电气技术有限公司
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第2页,共13页
第3页,共13页
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计
规范
、八—
冃U言
本规范于2000年10月20日首次发布。
本规范起草单位:
电源技术研究部、研究管理部技术管理处
本规范执笔人:
张华建
本规范主要起草人:
张华建、张兴柱、董晓鹏、葛良安、朱振东
(包括评审人员)
本规范标准化审查人:
刘善中
本规范批准人:
华麟
本规范修改记录:
名称
半波平均电流控制的CCM倍压PFC(3KVA设计规范
第4页,共13页
更改信息登记表
规范名称:
半波平均电流控制的CCM倍压PFC(3kVA)设计规范
规范编码:
TS-C010400002
版本
更改原因
更改说明
更改人
更改时间
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第5页,共13页
摘要5
缩写词/关键词/解释5
1.来源5
2.适用范围5
3.规范满足的技术指标(特征指标)5
4.详细电路图6
5.工作原理简介7
6.设计、调试要点7
7.元器件明细表(详见附录)10
8.附录10
附录1.元器件明细表10
附录2.参考文献13
名称
半波平均电流控制的CCM倍压PFC(3KVA设计规范
第6页,共13页
摘要:
本规范介绍了一种半波平均电流控制的CCM倍压BoostPFC电路,该电路可
应用于共输入输出零线的倍压AC/DC5流模块,推荐应用于需前级倍压PFC勺3kVA勺UPS的前置级。
缩写词/关键词/解释
AC/DC
交流/直流变换
UPS
Uninterruptible
PowerSupply,不间断电源
PWM
PulseWidthModulation
脉宽调制
1.来源
本规范中的电路来源于3kVAUPS勺前置功率级电路,已经在3kVAUPS中得到
验证
2.适用范围
本规范中电路可用于3kVA俞出功率等级且带有输入有源功率因数校正电路的
UPS6流电路中,作为前置AC/DC变换器,将输入交流电压变换为后级逆变器所需的直流稳定电压。
3.规范满足的技术指标(特征指标)
本规范所能达到的技术指标:
1、输入交流电压Vin范围:
AC160Vac〜AC276Vac(满载)160Vac-120Vac(从满载随电压线性降至半载)
输入电网频率:
f=45Hz〜65Hz
输入方式:
单相
输入功率因数:
PF三0.98
输入电流谐波满足IEC1000—3-2ClassA标准
2、输出电压:
上路输出Vbus+=DC380V下路输出Vbus-=-DC380V
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第7页,共13页
输出功率:
Po=2100W
3、开关频率:
fs=20KHz
4、额定效率:
>95%
4.详细电路图
4.1电路原理图
图1电路原理图
4.2输入输出接口信号
分类
名称
符号
规格
输入接口
交流输入电压
L,N
120±%Vac—276
±3%Vac
上路PWM控制信号
PFC_G+,PFC_E+
15V,20KHzPWM控制信号
下路PWM控制信号1
PFC_G1-,PFC_E1+
15V,20KHzPWM控制信号
下路PWM控制信号2
PFCG2-,PFCE2+
15V,20KHzPWM控制信
名称
半波平均电流控制的CCM倍压PFC(3KVA设计规范
第8页,共13页
号
蓄电池输入(预留)
BATTERY
100V±V—150V±3V
下路取样电路偏置电压
VREF-
7.5V
出口输接
上路输出电压
Vbuss+
380V拐V
下路输出电压
Vbuss-
380V±V
上路输出电压反馈信号
VF+
3V
下路输出电压反馈信号
VF-
0V
上路输出电流检测信号
Is+
下路输出电流检测信号
Is-
5.工作原理简介
半波平均电流控制的CCM倍压BoostPFC电路的工作原理与单个BoostPFC原理基本一致,只是倍压PFC勺两个Boost电路是按半个周波时间交替轮流工作。
两路PFC电路各自采用3854芯片独立控制,使Boost电感电流工作于连续状态,并且使电感电流跟随相应的输入半波电压波形。
总的输入电流为两个正负半波电流之和,接近正弦波。
本电路的详细分析见文[1]。
半波倍压BoostPFC电路的优点是:
1).电路结构简单;2).输入输出共用零线,适用于UPS勺前置级;3).输出电压高,且输出电压分别控制稳压,不存在输出滤波电容电压均压问题。
其缺点是:
1).输入电流波形和THD受上下两级电路参数
影响较大;2).元器件按半个周波交替工作,利用率较低;3).由于两个BoostPFC电
路交替工作,输出电容电压的纹波较大。
倍压BoostPFC电路有较好的性能价格比,
业已成为中小功率单进单出UPSt置功率级的主流技术。
6.设计、调试要点
6.1设计步骤
该电路的详细设计总结可参阅文献[1]。
6.2设计范例
该电路的详细设计总结可参阅[2][3]。
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第9页,共13页
6.3PCB布局注意事项
1)BOOST电路开关管和续流二极管以及输出高频滤波电容的回路一定要小,尽量将这些元器件放在较近位置,以减少干扰;而输出电解电容可以放在远一些,以便布局。
2)因下路的PF(效率比上路低,尤其是工作于DC/D(状态时(蓄电池供电)下路效率更低,因此将下路的元器件放在离进风口比上路近的地方,以利于均衡散热。
3)长距离控制信号线靠PC边沿布线,并且不能是高频信号线。
采样电路和驱动必须注意抗干扰设计。
7.元器件明细表
元器件明细表详见附录。
8.附录
附录1.元器件明细表
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第10页,共13页
元件位置序号
MRPII编码
MRPII描述
厂家
型号
第二供应商及型号
第三供应商
CT1,CT2,CT
3,CT4
09060013
电流互感器—UHS1S21T2-1:
300-150mH-
30A-51*30*56
晶石
JSUHS1S21T2
C107
08050069
瓷介电容器-1KV-1000PF±0%-7.5
陕西华星
CT81-10-1kV-1000PF
C108
08050068
瓷介电容器-1KV-2200PF±0%
陕西华星
CT81-16-1kV-2200PF
C109,C110
C111,C112
C113,C114
C115,C116
08010362
铝电容器-450VDC-470UF±20%-
35*50mm-85°C
江海
CD294-450V-471u-35*50
EPCOS
B43504-A5477-M
C119,C129
08050070
瓷介电容器-1KV-470PF+-20%-X7R-8-5
陕西华星
CT81-08-1kV-470pF
D103Q105,
D115Q116,
D122
15010204
整流二极管-1200V-20A-1.1V-TO-220
IR
20ETS12
IXYS
DSI30-
12A(1200V/30A/1.45
V)
D104Q106
D110
15010075
快恢复二极管-600V/30A/1.6V/35ns/TO-
247AD
IXYS
DSEI30—06A
D107
15010075
快恢复二极管-600V/15A/1.5V/35ns/TO-
220AC
IXYS
DSEI12—06
D111
快恢复二极管1000V/3A
UF3007
D112
15010194
快恢复二极管-1000V/15A/3.0V/75ns/TO-
220
APT
APT15D100K
HARRIS
RHRP15100
D113
15010187
快恢复二极管-1000V/15A/3.2V/75ns/TO-
220
APT
APT30D120B
D118Q119
D120Q121
15010082
快恢复二极管-1000V/15A/3.0V/75ns/TO-
220
TEMIC
BYV26A
HARRISRHRG30120
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第11页,共13页
D128
15010069
快恢复二极管-600V/4A/1.25V/75ns/267-
03
GS
GUR460
SGS—THOMSO
STTA406RL
L101丄102
L103,L104
10010244
高频插装电感器一PFC储能电感一
515±0%
海光
HGUHS1S21L1
Q101
15070041
IGBT-
600V-30A-50kHz
APT
APT30GT60BR
APT30GT60BRD
(15070041)
Q102,Q103
15070030
IGBT单管—900V/27A/150kHz/To-247AC
IR
IRG4PF50W
MITSUBISH
CT60AM-18B(To-3PC)
RT102
07050019
热敏电阻1Q-20A-NTC
为勤
SCK-0120
R116,R185
07010728
金膜电阻器-3W-3.9K+-5%-6*18
KOA
3.9k/3w
四川永星
RY21-3W-3.9kQ-J
R118,R119
07060072
线绕电阻器-10W-1KQ±%-60*11*11
无感立式水泥电阻
陕西华星
1k/10w
四川永星
RXG5NA-10W-1k
Q±%
R134,R135
07010834
金膜电阻器-1/4W-510K+-1%-玻璃釉
KOA
510k,/4W
四川永星
RI40-0.25W-510kQ-
F
R136,R140
玻璃釉电阻
270k,1/4W
R137,R142
07010566
金膜电阻器-1/4W-30K+-1%-01
KOA
30k,1/4W
四川永星
RJ14-1/4W-30kQ-F
R138
07010523
金膜电阻器-1/4W-10K+-1%-01
KOA
10k,1/4W
四川永星
RJ14-1/4W-10kQ-F
R139
07010587
金膜电阻器-1/4W-510+-1%-01
KOA
510,1/4W
四川永星
RJ14-1/4W-510Q-F
R141
07010840
RK14B2ET52A240kQF
KOA
240k,1/4W
四川永星
RI40-1/4W-240kQ-F
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第12页,共13页
R143
07010594
SN14K2ET52A6.8KQF
KOA
6.8k,1/4W
四川永星
RJ14-1/4W-6.8kQ-F
R144
07010563
SN14K2ET52A3.9KQF
KOA
3.9k,1/4W
四川永星
RJ40-1/4W-3.9kQ-F
R146
07010661
金膜电阻器RSS3S33QJ
KOA
33/3w
四川永星RY21-3W-
33Q-J
R147,R155
07010659
RSS3S100QJ
KOA
100/3w
四川永星
RY21-3W-100Q-J
(
分
页
)
名称
半波平均电流控制的CCM咅压PFC(3KVA设计规范
第13页,共13页
附录2.参考文献
[1]张华建张兴柱半波平均电流控制的CCM倍压BoostPFC电路”单元电路-06,
2000612
[2]STH11-3KUPS设计计算书,顾锦筛,2000.1.4
[3]顾锦筛、葛良安、汤泳洋、张华建、宋志华,3KVA-UP倍压电路和蓄电池升压电路
预研报告,1999,9,2
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- 平均 电流 控制 CCM BOOSTPFC 电路设计 规范 KVAUPS
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