Vezje za popravljanje faktorja moči (PFC) - Vadnica

Prispevek podrobno opisuje različne metode konfiguriranja vezja za korekcijo faktorja moči ali vezja PFC v načrtih SMPS in pojasnjuje najboljše možnosti za te topologije, tako da je v skladu s sodobnimi smernicami za omejitev PFC.

Načrtovanje učinkovitih napajalnih vezij še nikoli ni bilo enostavno, vendar so raziskovalci sčasoma lahko rešili večino zadevnih vprašanj, prav tako pa se sodobni modeli SMPS optimizirajo z najboljšimi možnimi rezultati, zahvaljujoč nastajajoči regulativni standardi, ki so imeli pomembno vlogo pri uvajanju strožjih kakovostnih parametrov za sodobne napajalne enote.

Smernice PFC

Sodobne omejitve kakovosti oskrbe z električno energijo so precej agresivno določene skupaj s prizadevanji proizvajalcev, dobaviteljev in drugih zadevnih upravnih organov.

Med številnimi parametri kakovosti, določenimi za sodobne zasnove oskrbe z električno energijo, je popravek korekcije faktorja moči (PFC), ki je dejansko v obliki harmoničnega preklica, razglašen za obvezno zahtevo s pravili IEC 61000-3-2.

Zaradi tega so se oblikovalci prisiljeni soočiti s težjimi izzivi pri načrtovanju stopenj popravljanja faktorjev moči v svojih načrtih napajanja, da bi izpolnili te stroge sodobne zakone in ker so napajalniki vedno bolj mogočni s svojimi specifikacijami in obsegom uporabe, strukturiranjem ustreznih PFC vezij številnim proizvajalcem v areni ni nič lažje.

Predstavljene vaje so posebej namenjene vsem tistim združenjem in strokovnjakom, ki se ukvarjajo s proizvodnjo oz oblikovanje povratnih SMPS za olajšanje z najbolj idealnimi PFC načrti in izračuni glede na njihove individualne zahteve.

Razprave, vključene v te vaje, vam bodo pomagale oblikovati PFC vezja tudi za bistveno večje enote v območju do 400 vatov, 0,75 amperov.

Bralci bodo dobili tudi priložnost, da se seznanijo z izbiro enostopenjskih izoliranih pretvornikov, ki vključujejo tudi LED-gonilnike. V korakih po navodilih za oblikovanje in navodilih, skupaj s primerjavami na sistemski ravni, bodo številni oblikovalci, dejavni na področju močne elektronike, pojdite na najbolj optimalen pristop za njihove posebne potrebe uporabe

Cilj popravljanja faktorja moči

Optimizacija vezja za popravek faktorja moči v sodobnih enotah SMPS (stikalni način napajanja) bi se lahko razvila v nedavni preteklosti zaradi pojava številnih naprednih ustreznih integriranih vezij (IC), ki so omogočile določitev različnih modelov PFC s posebnimi načinov delovanja in z individualno zmožnostjo reševanja izzivov.

S povečanjem obsega topologij SMPS se je zapletenost načrtovanja in izvajanja PFC v današnjih dneh poslabšala.

V prvi vadnici se bomo naučili o operativnih podrobnostih zasnove, ki jo strokovnjaki večinoma dajo prednost popravkom.

V bistvu korekcija faktorja moči pomaga optimizirati vhodni tok znotraj napajalnikov brez povezave, tako da lahko povečajo dejansko moč razpoložljivega omrežnega vhoda.

V skladu z običajnimi zahtevami se mora določena električna naprava posnemati kot obremenitev s čisto upornostjo, tako da ima ničelno porabo jalove energije.

Ta pogoj povzroči nastanek skoraj ničelnih vhodnih harmonskih tokov, z drugimi besedami omogoča, da je porabljeni tok popolnoma v skladu z vhodno napajalno napetostjo, ki je običajno v obliki sinusnega vala.

Ta dosežek omogoča, da naprava porabi 'pravo moč' iz omrežja na najbolj optimalni in učinkoviti ravni, kar posledično zmanjša porabo električne energije in poveča njeno učinkovitost.

Ta učinkovita uporaba električne energije ne pomaga le, da se naprava predstavi na najučinkovitejši način, temveč tudi za komunalna podjetja in vpleteno kapitalsko opremo za postopek.

Zgornja značilnost poleg tega omogoča, da v daljnovodih ni harmonikov in posledičnih motenj v napravah v omrežju.

Poleg zgoraj omenjenih prednosti je vključitev PFC v sodobne napajalne enote tudi za izpolnjevanje regulativnih zahtev, določenih v Evropi in na Japonskem z IEC61000-3-2, za katero bi morala biti kvalificirana vsa električna oprema.

Zgoraj omenjeni pogoj je bil urejen za večino elektronskih naprav, ki jih je mogoče oceniti na nad 75 vatov po standardih za opremo razreda D ali pa so še višje, pri čemer je določena najvišja amplituda linijskih frekvenčnih harmonikov do 39. harmonike.

Poleg teh standardov se PFC od leta 2008 uporablja tudi za zagotavljanje drugih izkoristkov, kot sta Energy Star 5.0, ki je ključnega pomena za računalnike, in Energy Star 2.0 za sisteme napajanja in televizorje.

Opredelitev faktorja moči

Popravek PFC ali faktorja moči se lahko opredeli kot razmerje med dejansko in navidezno močjo in izrazi kot:

PF = Realna moč / navidezna moč, kjer je realna moč izražena v
Watts, medtem ko se navidezna moč izraža v VA.

V tem izrazu je dejanska moč določena kot povprečje trenutnega zmnožka toka in napetosti skozi fazo ali cikel, medtem ko se navidezna moč šteje kot efektivna vrednost trenutnega pomnoženosti z napetostjo.

To kaže na to, da je rezultat faktorja moči 1,0, kadar so tokovni in napetostni nasprotniki sinusni in medsebojno fazni.

Vendar pa v stanju, ko so tok, napetostni parametri sinusni, vendar ne v fazi, povzroči faktor moči, ki je kosinus faznega kota.

Zgoraj opisani pogoji faktorja moči veljajo v primerih, ko sta napetost in tok čista sinusna valovanja, skupaj s situacijo, ko spremljajočo obremenitev sestavljajo uporovne, induktivne in kapacitivne komponente, ki so lahko nelinearne narave, se ne prilagaja s parametri vhodnega toka in napetosti.

Topologije SMPS običajno vnesejo nelinearno impedanco v omrežni vod zaradi zgoraj pojasnjenega natre njegovega vezja.

Kako deluje SMPS

Vezje SMPS v bistvu vključuje usmernik usmernika na vhodu, ki je lahko polvalni ali polnovalni usmernik in dopolnilni filtrirni kondenzator za zadrževanje rektificirane napetosti na njem do najvišje ravni vhodnega sinusnega vala do trenutka naslednjega vrha pojavi se sinusni val in ponovi polnilni cikel tega kondenzatorja, kar povzroči zahtevano najvišjo konstantno napetost na njem.

Ta postopek polnjenja kondenzatorja v vsakem vršnem ciklu izmeničnega toka zahteva, da mora biti vhod med temi vršnimi intervali opremljen z dovolj toka za zadovoljevanje obremenitve SMPS.

Cikel se izvede tako, da se v kondenzator hitro odvrže velik tok, ki se na obremenitev napolni s praznjenjem, dokler ne pride naslednji vršni cikel.

Za ta neenakomeren vzorec polnjenja in praznjenja je priporočljivo, da je impulzni tok iz kondenzatorja ocenjen za 15% višji od povprečne zahteve obremenitve.

Na zgornji sliki lahko vidimo, da sta napetost in trenutni parametri kljub precejšnjemu popačenju očitno medsebojno v fazi.

Vendar če uporabimo izraz 'fazni kot kosinus' za zgoraj, bi prišlo do napačnega sklepanja o tem, da ima napajalnik faktor moči 1,0

Zgornja in spodnja valovna oblika označujeta količino harmonične vsebnosti toka.

Tu je navedena 'osnovna harmonska vsebnost' v primerjavi z amplitudo 100%, višji harmoniki pa so predstavljeni kot dodatni odstotki osnovne amplitude.

Ker pa dejansko moč določa le temeljna komponenta, medtem ko drugi dopolnilni harmoniki predstavljajo le navidezno moč, je dejanski faktor moči lahko precej pod 1,0.

Temu odstopanju pravimo z izrazom faktor izkrivljanja, ki je v osnovi odgovoren za to, da v enotah SMPS ni faktor enot moči.

Izraz za resnično in navidezno moč

Splošni izraz, ki obravnava povezavo med realno in navidezno močjo, je lahko podan na naslednji način:

Kjer cosΦ tvori faktor premika, ki izhaja iz faznega kota Φ med tokovno-napetostnimi valovnimi oblikami in cosΦ pomeni faktor izkrivljanja.

Glede na spodnji diagram smo lahko priča situaciji, ki kaže popoln popravek faktorja moči.

Vidimo lahko, da tukaj trenutna valovna oblika povsem idealno ponovi napetostno valovno obliko, saj oba očitno delujeta fazno in sinhronizirano med seboj.

Zato bi tu lahko domnevali, da so harmonike vhodnega toka skoraj nič.

Popravek faktorja moči proti harmonični redukciji

Glede na prejšnje ilustracije je razvidno, da faktor moči in nizki harmoniki delujejo sinhronizirano.

Na splošno velja, da bi lahko, če so opisane omejitve za ustrezne harmonike, pripomogli k omejevanju kontaminacije vhodnega toka v daljnovodih z odpravo motečih tokovnih motenj z drugimi napravami v bližini.

Torej, čeprav obdelavo vhodnega toka lahko označimo kot 'korekcijo faktorja moči', je izhodna velikost izboljšave mišljena kot obdelava v skladu z mednarodnimi smernicami kot harmonska vsebnost.

Pri topologijah SMPS je običajno element premika približno enak, kar povzroči naslednja razmerja med faktorjem moči in harmonskim popačenjem.

V izrazu THD predstavlja skupno harmonsko popačenje kot kvadratno vsoto škodljivih harmonikov nad osnovno vsebino, ki izraža relativno težo povezane harmonske vsebine glede na osnovno dvojico. Druga enačba povezuje absolutno vrednost THD in ne v deležu%, kar pomeni, da mora biti THD v bistvu nič, da se ustvari enotni PF.

Vrste popravljanja faktorja moči

Značilnost vhodne valovne oblike na zgornji sliki prikazuje tipično 'aktivno' vrsto korekcije faktorja moči za napravo SMPS, ki je bila vstavljena med konfiguracijo vhodnega usmernika in kondenzatorjem filtra ter prek integriranega vezja PFC, ki nadzoruje postopek skupaj s povezanim vezjem za zagotavljanje, da vhodni tok kohezivno sledi valovni obliki vhodne napetosti.

Ta vrsta obdelave se lahko šteje za najpogostejšo vrsto PFC, ki se uporablja v sodobnih vezjih SMPS, kot je razvidno iz spodnje slike.

Ob tem vsekakor ni obvezno, da se za predlagani PFC uporabljajo samo 'aktivne' različice, ki uporabljajo IC, in polprevodnike, vse druge oblike zasnove, ki lahko zagotavljajo razumno količino PFC pod določenimi predpisi, pa so običajno dobrodošle.

Opaziti je bilo, da je v resnici en sam induktor, ki nadomešča položaj 'aktivnega' kolega, lahko povsem zadovoljivo zavrnil harmonike z nadzorovanjem vrhov in z enakomerno porazdelitvijo toka v sinhronizaciji z vhodno napetostjo.

Pasivno oblikovanje PFC

Vendar pa bi ta oblika pasivnega PFC nadzora lahko zahtevala znatno obsežnejše železovo polnilo, zato se lahko uporablja za aplikacije, pri katerih kompaktnost ni bistvena zahteva. (stran 12)

Pasivni enojni induktor bi se lahko zdel hitra rešitev za PFC, toda za uporabo z visoko močjo bi lahko velikost začela postajati nezanimiva zaradi neizvedljivo velikih dimenzij.

V spodnjem grafu smo lahko priča vhodnim značilnostim treh številk različic SMPS z močjo 250 vatov, od katerih vsaka predstavlja trenutno valovno obliko z enakovrednim faktorjem merila.

Z lahkoto lahko ugotovimo, da je rezultat pasivnega PFC na osnovi induktorja za 33% višji trenutni vrh kot pri aktivnem PFC filtru.

Čeprav bi to lahko prešlo standarde IEC61000-3-2, zagotovo ne bo v skladu z nedavnim strožjim pravilom zahtev 0,9PF in ne bi zadoščalo za stopnjo sprejemljivosti QC, določeno v skladu s temi novimi standardi.

Osnovni blokovni diagram

Zaradi nenehnih trendov na elektronskem trgu, kjer lahko opazimo porast stroškov bakra, naraščajoč proces magnetnih jeder in uvedbo sodobnih, veliko cenejših polprevodniških materialov, ne bo presenečenje, če bomo opazili aktivni pristop PFC postajajo izjemno priljubljeni kot pasivni kolegi.

In ta trend bi se lahko v prihodnosti še okrepil in predstavljal vse bolj napredne in izboljšane rešitve PFC za številne oblikovalce in proizvajalce SMPS.

Primerjava harmonike vhodne linije s standardi IEC610003-2

Na spodnji sliki lahko vidimo sledi treh ločenih rezultatov 250 SMPS PCPS s sklicevanjem na omejitve IEC6000-3-2. Navedena omejitev velja za vse pripomočke razreda D, kot so osebni računalniki, televizorji in njihovi monitorji.

Prikazana meja harmonične vsebnosti je določena glede na vhodno moč naprav. Za izdelke, povezane z lučmi, se običajno upoštevajo takšne LED luči, luči CFL, omejitve razreda C, ki so enake njihovim mejam vhodne moči.

Pri drugih nekonvencionalnih elektronskih izdelkih je meja PFC nastavljena sorazmerno z vhodno močjo najmanj 600 vatov.

Če pogledamo pasivno sled PFC, ugotovimo, da je komaj v skladu z nastavljeno mejo omejitev, le dotik in poteza (pri harmoniki št. 3)

Analiza pasivnih lastnosti PFC

Na naslednji sliki lahko vidimo klasičen primer pasivnega PFC vezja, zasnovanega za tradicionalno napajanje računalnika. Pri tem je opazna povezava sredinskega toka PFC induktorja z vhodno napetostjo vhodnega voda.

Medtem ko sta v načinu izbire 220 V (stikalo odprto), se celotna dva odseka induktorja uporabljata z usmerniškim omrežjem, ki deluje kot polno usmerniško vezje mosta.

Vendar se v načinu 110V (stikalo zapre) le 50% ali polovica tuljave porabi skozi levi bočni del tuljave, medtem ko se usmernik odseka pretvori v polvalno vezje dvojnega usmernika usmernika.

Ker bo izbira 220V po popolni rektifikaciji valov ustvarila približno 330V, to tvori vhod vodila za SMPS in ima možnost bistvenega nihanja v skladu z vhodno napetostjo.

Primer vezja

Čeprav je ta pasivni PFC dizajn lahko videti precej preprost in impresiven s svojo zmogljivostjo, lahko kaže nekaj opaznih pomanjkljivosti.

Poleg obsežne narave PFC sta še dve stvari, ki vplivata na njegovo delovanje, najprej vključitev mehanskega stikala, zaradi katerega je sistem občutljiv na možne človeške napake med delovanjem enote, in s tem povezane težave z obrabo.

Drugič, če stacionarna napetost ni stabilizirana, je posledica neučinkovitost na področju stroškovne učinkovitosti in natančnost pretvorbe moči v enosmerni tok v enosmerni tok, povezana z izhodom PFC.

Krmilniki za način kritične prevodnosti (CrM)

Krmilna stopnja, imenovana kritični prevodni način, ki se imenuje tudi prehodni način ali krmilnik mejnega prevodnega načina (BCM), so konfiguracije vezij, ki jih lahko učinkovito uporabimo v aplikacijah razsvetljavne elektronike. Čeprav so s svojo uporabnostjo brez težav, so ti krmilniki razmeroma dragi.

Naslednji diagram 1-8 prikazuje običajno zasnovo vezja krmilnika CrM.

Običajno ima krmilnik CrM PFC zgoraj prikazano vrsto vezja, kar lahko razumemo s pomočjo naslednjih točk:

Vhod referenčne stopnje multiplikatorja sprejme ustrezno dimenzioniran signal s pripadajočega izhoda ojačevalnika napak, ki ima nizkofrekvenčni pol.

Drugi vhod multiplikatorja je viden s stabilizirano enosmerno vpeto napetostjo, odvzeto iz rektificiranega AC vhoda.

Tako je izhodni izhod iz množitelja zmnožek relativnega enosmernega toka iz izhoda ojačevalnika napak in referenčnega signala v obliki polnovalnih sinusnih impulzov AC z vhoda AC.

Ta izhod iz multiplikacijske stopnje je mogoče videti tudi v obliki polnovalnih impulzov sinusnega valovanja, vendar primerno pomanjšane sorazmerno z uporabljenim signalom napake (faktorja ojačanja) kot referenco za vhodno napetost.

Amplituda signala tega vira je ustrezno nastavljena, da se izvede prava določena povprečna moč in zagotovi ustrezna regulirana izhodna napetost.

Stopnja, ki je odgovorna za obdelavo trenutne amplitude, povzroči, da tok teče v skladu z izhodno valovno obliko iz multiplikatorja, vendar je mogoče pričakovati, da bo amplituda tokovnega signala linijske frekvence (po glajenju) polovico višja od referenčne stopnje multiplikatorja .

Tu lahko operacije vezja za oblikovanje toka razumemo takole:

Sklicujoč se na zgornji diagram, Vref pomeni signal, ki izstopa iz multiplikacijske stopnje, ki se nadalje napaja v enega od opampov primerjalnika, katerega drugi vhod je povezan s trenutnim signalom valovne oblike.

Na stikalu za vklop tok skozi induktor počasi narašča, dokler signal čez razdelilnik ne doseže ravni Vref.

To prisili primerjalnik, da spremeni svoj izhod iz Vklopljeno v IZKLOP in izklopi napajanje vezja.

Takoj, ko se to zgodi, napetost, ki je postopoma naraščala po induktorju, začne počasi padati proti ničli in ko se dotakne ničle, se izhod opampa ponovno vrne in vklopi, cikel pa se ponavlja.

Kot pomeni ime zgornje značilnosti, krmilni vzorec sistema nikoli ne dovoli, da tok induktorja strelja nad vnaprej določeno mejo v neprekinjenem in prekinitvenem načinu preklopa.

Ta ureditev pomaga napovedati in izračunati razmerje med povprečno najvišjo trenutno vrednostjo izhodne moči iz opampa. Ker je odziv v obliki trikotnih valov, povprečje valovne oblike pomeni natančno 50% dejanskih vrhov valovnih oblik trikotnika.

To pomeni, da bi bila posledična povprečna vrednost trenutnega signala trikotnih valov = Induktorski tok x R občutek ali preprosto polovico prednastavljene referenčne ravni (Vref) opampa.

Frekvenca regulatorjev, ki uporabljajo zgornji princip, bo odvisna od omrežne napetosti in toka obremenitve. Frekvenca bi lahko bila pri višjih linijskih napetostih veliko večja in bi se lahko spreminjala, ko se spreminja vhod v linijo.

Način kritične prevodnosti (FCCrM)

Kljub svoji priljubljenosti v različnih aplikacijah krmiljenja PFC za industrijsko napajanje, zgoraj razloženi krmilnik CrM vključuje nekatere lastne pomanjkljivosti.

Glavna napaka te vrste aktivne regulacije PFC je njena frekvenčna nestabilnost glede na vod in obremenitve, kar kaže na povečanje frekvence z lažjimi obremenitvami in višjimi napetostmi v liniji, pa tudi, ko se vhodni sinusni val vsakič približa ničelnim križiščem.

Če poskušamo to težavo odpraviti z dodajanjem frekvenčne objemke, se prikaže izhod z izkrivljeno valovno obliko toka, kar se zdi neizogibno, ker ostaja “Ton” za ta postopek neprilagojena.

Vendar razvoj alternativne tehnike pomaga doseči resnično korekcijo faktorja moči tudi v prekinitvenem načinu (DCM). Načelo delovanja lahko preučimo na spodnji sliki in s priloženimi enačbami.

Glede na zgornji diagram lahko vrhovni tok tuljave ovrednotimo z reševanjem:

Povprečni tok tuljave glede na preklopni cikel (ki je dodatno predviden kot trenutni linijski tok za dani preklopni cikel, ker je frekvenca preklopa običajno večja od linijske frekvence, na kateri potekajo spremembe napetosti v omrežju ), se izrazi s formulo:

Združevanje zgornjega razmerja in poenostavitve izrazov daje naslednje:

Zgornji izraz jasno kaže in nakazuje, da bi v primeru, da se izvede metoda, pri kateri algoritem skrbi za vzdrževanje ton.tcycle / Tsw na konstantni ravni, omogočil, da bi dosegli sinusno-vodni tok z faktorjem moči enotnosti tudi v prekinitvenem način delovanja.

Čeprav zgornji premisleki razkrivajo nekaj posebnih koristi za predlagano tehniko krmilnika DCM, se zdi, da ni prava izbira zaradi s tem povezanih visokih najvišjih ravni toka, kot je prikazano v naslednji tabeli:

Da bi dosegli idealne pogoje PFC, bi bil smiseln pristop uvesti pogoj, ko se način delovanja DCM in Crm združita, da se iz teh dveh primerkov iztisne najboljše.

Torej, kadar pogoji obremenitve niso težki in CrM deluje na visoki frekvenci, vezje preklopi na način delovanja DCM in v primeru, ko je obremenitveni tok visok, se lahko stanje Crm ohrani, tako da trenutni vrhovi ne presegajo nezaželenih visokih meja.

Tovrstno optimizacijo obeh predlaganih načinov krmiljenja je najbolje predstaviti na naslednji sliki, kjer so prednosti obeh načinov krmiljenja združene za doseganje najbolj zaželenih rešitev.

Nadaljuje prevodni način

Neprekinjen prevodni način PFC bi lahko postal zelo priljubljen v SMPS modelih zaradi prilagodljive funkcije in obsega uporabe ter s tem povezanih številnih prednosti.

V tem načinu se trenutna največja napetost vzdržuje na nižji ravni, kar ima za posledico minimalizirane preklopne izgube znotraj ustreznih komponent, poleg tega pa je vhodno valovanje upodobljeno na minimalni ravni s sorazmerno konstantno frekvenco, kar posledično omogoča postopek glajenja veliko enostavnejši za enako.
O naslednjih atributih, povezanih s tipom CCM PFC, je treba nekoliko podrobneje razpravljati.

Vrms2 Control

Eden bistvenih atributov pri večini univerzalno uporabljenih zasnov PFC je referenčni signal, ki mora biti posnetek posnemanja popravljenega vhodnega nihanja.

Ta minimizirani rektificirani ekvivalent vhodne napetosti se končno uporabi v vezju za oblikovanje pravilne valovne oblike za izhodni tok.

Kot smo že omenili, se za to operacijo običajno uporablja multiplikacijska vezja, vendar kot vemo, da bi bila stopnja multiplikacijskega vezja lahko relativno manj stroškovno učinkovita kot tradicionalni multiplikatorski sistem z vhodom.

Klasični primer postavitve je prikazan na spodnji sliki, ki prikazuje pristop PFC v neprekinjenem načinu.

Kot je razvidno, se tukaj povečevalni pretvornik sproži s pomočjo povprečnega PWM v trenutnem načinu, ki postane odgovoren za dimenzioniranje toka induktorja (vhodni tok za pretvornik) glede na signal ukaznega toka, V (i) , kar lahko vidimo kot pomanjšan ekvivalent vhodne napetosti V (in) na delež VDIV.

To se izvede tako, da se signal napetosti napake deli s kvadratom signala vhodne napetosti (gladi ga kondenzator Cf, da se ustvari poenostavljeni faktor skaliranja glede na raven vhodne napetosti).

Čeprav se vam zdi nekoliko nerodno videti signal napake, deljen s kvadratom vhodne napetosti, je razlog tega ukrepa ustvariti dobiček v zanki (ali prehodno odvisen odziv), ki morda ne temelji na vhodni napetosti proženje.

Kvadriranje napetosti na imenovalcu nevtralizira z vrednostjo Vsin skupaj s prenosno funkcijo krmilnika PWM (sorazmernost naklona trenutnega grafa induktorja z vhodno napetostjo).

Vendar pa je ena od slabosti te oblike PFC prilagodljivost multiplikatorja, zaradi česar je ta stopnja nekoliko preoblikovana, zlasti odseki za upravljanje moči vezja, tako da vzdržuje tudi najslabše možne scenarije odvajanja moči.

Nadzor povprečnega trenutnega načina

Na zgornji sliki lahko vidimo, kako referenčni signal, proizveden iz množitelja V (i), označuje obliko valovne oblike in obseg skaliranja vhodnega toka PFC.

Označena stopnja PWM postane odgovorna za zagotavljanje, da je povprečni vhodni tok enak referenčni vrednosti. Postopek se izvede skozi stopnjo krmilnika povprečnega trenutnega načina, kot je razvidno iz spodnje slike.

Nadzor povprečnega tokovnega načina je v osnovi konfiguriran za uravnavanje povprečnega toka (vhod / izhod) glede na krmilni signal Icp, ki pa nastane z uporabo nizkofrekvenčne enosmerne zanke skozi stopnjo vezja ojačevalnika in to ni nič drugega kot ekvivalentni tok, ki ustreza signalu Vi, ki je prikazan na prejšnji sliki.

Fazni tokovni ojačevalnik deluje kot tokovni integrator kot ojačevalnik napak, da uravnava obliko valovne oblike, signal Icp, ki se generira preko Rcp, pa je odgovoren za izvajanje nadzora enosmerne napetosti.

Da bi zagotovili linearni odziv trenutnega ojačevalnika, mora biti njegov vhod podoben, kar pomeni, da mora biti potencialna razlika, ustvarjena čez R (shunt), podobna napetosti, ustvarjeni okoli Rcp, ker DC skozi neinvertirajoči vhodni upor tokovnega ojačevalnika.

Izhod, ki ga ustvarja trenutni ojačevalnik, naj bi bil signal napake 'nizke frekvence', odvisno od povprečnega toka šanta, pa tudi od signala Isp.

Zdaj oscilator generira žagasti signal, ki se uporablja za primerjavo zgornjega signala z njim, tako kot pri načrtovanju nadzora napetostnega načina.

Rezultat tega je ustvarjanje PWM, določenih s primerjavo zgoraj omenjenih dveh signalov.

Napredne rešitve PFC

Različni načini krmiljenja PFC, o katerih smo razpravljali zgoraj (CrM, CCM, DCM), in njihove različice zagotavljajo oblikovalcem različne možnosti konfiguriranja vezij PFC.

Kljub tem možnostim pa je dosledno iskanje boljših in naprednejših modulov glede učinkovitosti omogočilo diagnozo bolj dovršenih modelov za te aplikacije.

O tem bomo razpravljali več, saj je ta članek posodobljen z najnovejšimi temami.