控制回路必要的硬件支持电路介绍

大家好 我是TI Century FAE Igor 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

在三相维也纳PFC的系统中 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
 的控制算法上

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的控制 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的主要功率电路图

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

这个是一个隔离的运放

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中

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

大家好 我是TI Century FAE Igor 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

在三相维也纳PFC的系统中 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
 的控制算法上

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的控制 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的主要功率电路图

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

这个是一个隔离的运放

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中

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