Tato diplomová práce se zabývá tématem Aktivní filtr PFC pro spínané zdroje do výkonu 250 W. Diplomová práce je rozdělena do dvou oddílů.
Prvním oddíl vysvětluje příčinu korekce účiníku. Dále jsou uvedeny vlastnosti pasivních korekce PFC a nejčastěji používaná topologie aktivních filtrů PFC. Rovněž jsou vysvětleny vlastnosti režimů řízení aktivních filtrů PFC. Poté jsou ukázány obvody zlepšující účinnost, obvody pro snímání proudu a detekci proudu procházejícího nulou. V neposlední řadě byly popsány elektronické součástky umožňující zlepšení účinnosti aktivních filtrů PFC.
Druhý oddíl představuje praktickou část této diplomové práce. Prostudováním řídících obvodů od různých výrobců, je následně vybrán řídící obvod pro praktickou část. Po výpočtu součástek pro aplikační schéma je navržena deska plošného spoje. Následně jsou změřeny hlavní parametry aktivního filtru PFC. Doplňujícím měřením, které je nad rámec zadání této diplomové práce, bylo měření emisí vyzařujících do okolí a rovněž měření emisí vyzařujících po vedení. Uvedeny byly také potíže spojené s měřením aktivního filtru PFC.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the topic of an Active filter PFC for switching power supply to power 250 W. The diploma thesis is devided into two sections.
The first partition explains the cause of power factor correction. Then properties of pasive power factor correction are introduced and the most often used topology of an active filter PFC. Also properties of modes control active filter PFC are explained. After that a circuit for efficiency improvement, a circuit for current sensing and a circuit for detection of current through zero are shown. Last but not least some elektronic components are described. These electronic components enable efficiency improvement of active filter PFC.
The second partition introduces the practical part of this diploma thesis. The control circuit is selected for a practical part after reading up some control circuits from different manufacturers. The printed cicuit board is designed after calculation of components for the application scheme. Subsequently, main parameters of an active filter PFC are measured. The additional measurements that are beyond the task of this diploma thesis is measuring radio frequency electromagnetic field immunity test and also conducted radio frequency disturbances immunity test. Some troubles which appeared at measurments of active filter PFC are also described.
Keywords
PFC, účiník, zvyšující měnič, DCM, CCM, CRM, SJ MOSFET, Interleaved, Bridgeless, SiC diodes, ZCD, Elektromagnetická interference, Elektromagnetická kompatibilita Pracovní cyklus, Zvlnění indukčního proudu, Harmonické složky proudu
Keywords in English
Power factor correction, Power factor, boost/step up converter, DCM, CCM, CRM, SJ MOSFET, Interleaved, Bridgeless, SiC diody, ZCD, EMI, EMC, Ripple inductor current, Duty cycle, Harmonic current
Length of the covering note
66 s. (64 074 znaků)
Language
CZ
Annotation
Tato diplomová práce se zabývá tématem Aktivní filtr PFC pro spínané zdroje do výkonu 250 W. Diplomová práce je rozdělena do dvou oddílů.
Prvním oddíl vysvětluje příčinu korekce účiníku. Dále jsou uvedeny vlastnosti pasivních korekce PFC a nejčastěji používaná topologie aktivních filtrů PFC. Rovněž jsou vysvětleny vlastnosti režimů řízení aktivních filtrů PFC. Poté jsou ukázány obvody zlepšující účinnost, obvody pro snímání proudu a detekci proudu procházejícího nulou. V neposlední řadě byly popsány elektronické součástky umožňující zlepšení účinnosti aktivních filtrů PFC.
Druhý oddíl představuje praktickou část této diplomové práce. Prostudováním řídících obvodů od různých výrobců, je následně vybrán řídící obvod pro praktickou část. Po výpočtu součástek pro aplikační schéma je navržena deska plošného spoje. Následně jsou změřeny hlavní parametry aktivního filtru PFC. Doplňujícím měřením, které je nad rámec zadání této diplomové práce, bylo měření emisí vyzařujících do okolí a rovněž měření emisí vyzařujících po vedení. Uvedeny byly také potíže spojené s měřením aktivního filtru PFC.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the topic of an Active filter PFC for switching power supply to power 250 W. The diploma thesis is devided into two sections.
The first partition explains the cause of power factor correction. Then properties of pasive power factor correction are introduced and the most often used topology of an active filter PFC. Also properties of modes control active filter PFC are explained. After that a circuit for efficiency improvement, a circuit for current sensing and a circuit for detection of current through zero are shown. Last but not least some elektronic components are described. These electronic components enable efficiency improvement of active filter PFC.
The second partition introduces the practical part of this diploma thesis. The control circuit is selected for a practical part after reading up some control circuits from different manufacturers. The printed cicuit board is designed after calculation of components for the application scheme. Subsequently, main parameters of an active filter PFC are measured. The additional measurements that are beyond the task of this diploma thesis is measuring radio frequency electromagnetic field immunity test and also conducted radio frequency disturbances immunity test. Some troubles which appeared at measurments of active filter PFC are also described.
Keywords
PFC, účiník, zvyšující měnič, DCM, CCM, CRM, SJ MOSFET, Interleaved, Bridgeless, SiC diodes, ZCD, Elektromagnetická interference, Elektromagnetická kompatibilita Pracovní cyklus, Zvlnění indukčního proudu, Harmonické složky proudu
Keywords in English
Power factor correction, Power factor, boost/step up converter, DCM, CCM, CRM, SJ MOSFET, Interleaved, Bridgeless, SiC diody, ZCD, EMI, EMC, Ripple inductor current, Duty cycle, Harmonic current
Research Plan
Navrhněte a realizujte aktivní filtr PFC pro síťové impulsní napájecí zdroje s maximálním výstupním výkonem 250W.
Proveďte rozbor stávajícího stavu v oblasti jak pasivních tak, aktivních filtrů PFC pro síťové výkonové impulsní napájecí zdroje, včetně jejich vlastností.
Navrhněte obvodové řešení a proveďte výpočty aktivního filtru PFC pro síťové napětí 85V-265V/50-60Hz s výstupním napětím 400V.
Realizujte funkční vzorek navrženého řešení a proveďte měření nejdůležitějších parametrů.
Proveďte zhodnocení dosažených výsledků a případně navrhněte další možnosti zlepšení parametrů filtru PFC.
Research Plan
Navrhněte a realizujte aktivní filtr PFC pro síťové impulsní napájecí zdroje s maximálním výstupním výkonem 250W.
Proveďte rozbor stávajícího stavu v oblasti jak pasivních tak, aktivních filtrů PFC pro síťové výkonové impulsní napájecí zdroje, včetně jejich vlastností.
Navrhněte obvodové řešení a proveďte výpočty aktivního filtru PFC pro síťové napětí 85V-265V/50-60Hz s výstupním napětím 400V.
Realizujte funkční vzorek navrženého řešení a proveďte měření nejdůležitějších parametrů.
Proveďte zhodnocení dosažených výsledků a případně navrhněte další možnosti zlepšení parametrů filtru PFC.
Recommended resources
Hammerbauer, J.: Elektronické napájecí zdroje a akumulátory, ZČU v Plzni, Plzeň 1998
Krejčiřík, A.: Napájecí zdroje I,II,III, Praha, Technická literatura BEN, 2002
Billings, K.: Switchmode power supply handbook, McGraw-Hill Handbooks, 1999, 2nd edition, ISBN 0-07-006719-8
Aplikační listy a datové listy integrovaných obvodů PFC světových výrobců - STMicroelectronics,Texas instruments, ON-Semiconductor a dalších
Recommended resources
Hammerbauer, J.: Elektronické napájecí zdroje a akumulátory, ZČU v Plzni, Plzeň 1998
Krejčiřík, A.: Napájecí zdroje I,II,III, Praha, Technická literatura BEN, 2002
Billings, K.: Switchmode power supply handbook, McGraw-Hill Handbooks, 1999, 2nd edition, ISBN 0-07-006719-8
Aplikační listy a datové listy integrovaných obvodů PFC světových výrobců - STMicroelectronics,Texas instruments, ON-Semiconductor a dalších