3 제안된 재유입 전류 제어 방법

그림 3에는 제안된 저비용 재유입 전류 제어 방법이 나와 있습니다. 그림 1과(와) 비교 시 두 가지 차이점이 있습니다. 첫째, R_T가 AC 측에서 DC 측으로 이동했습니다. 둘째, Q₅라는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)가 기존의 기계식 릴레이를 대체했습니다. 솔리드 스테이트 릴레이를 선택하는 이유는 릴레이를 빠르게 온/오프해야 하는데 이 목적을 달성하기에 기계식 릴레이가 너무 느리기 때문입니다. 또한 MOSFET은 AC 전압을 끌 수 없기 때문에 DC 측에 배치됩니다. 돌입 전류 제한은 기존 방법과 동일하게 작동합니다. 입력 전압이 처음 PSU에 적용되면 R_T는 돌입 전류를 제한합니다. 돌입 전류가 통과하면 Q₅가 켜지고 R_T는 우회됩니다.

그림 4에는 제안된 재유입 전류 제어 방법이 나와 있습니다. V_AC는 PFC 입력 전압이고, V_OUT은 PFC 출력 전압이며, I_AC는 입력 전류입니다. Q₁ 및 Q₂는 각 AC 하프 사이클에서 PFC 부스트 스위치 또는 동기 스위치로 작동하는 고주파 스위치입니다. AC 라인은 10ms 동안 강하한 후 PFC가 전부하에서 작동하는 동안 피크로 회복됩니다. 이는 AC 전압 강화 상황과 관련된 최악의 사례입니다.

이것은 제안된 재유입 전류 제어 방법입니다.

• t₀에서: AC 전압 강하가 감지되면 Q₁ 및 Q₂가 꺼집니다. 또한 전압 루프와 전류 루프가 계속 실행되면 통합기가 누적되기 때문에 PFC 전압 및 전류 루프를 모두 꺼야 합니다. AC 전압이 회복되고 PFC가 켜지면 큰 PWM 듀티 사이클이 존재하게 되고, 전원 공급 장치에 손상을 줄 수 있는 큰 전류 스파이크가 발생합니다.
• 전류 루프가 꺼지면 0으로 재설정하고 통합기 기록을 지워야 합니다. 통합기를 지우지 않으면 AC 전압이 회복되고 PFC가 켜질 때 PFC가 AC 전압 강하 전에 동일한 PWM 듀티 사이클로 켜지는데, 이는 적절한 듀티 사이클이 아닐 수 있습니다. 예를 들어, AC 전압 강하가 제로 크로싱에서 발생하는 경우 PWM 듀티 사이클은 거의 100%입니다. 전류 루프 통합기를 지우지 않고 AC 전압이 AC 피크에서 회복되면 AC 피크에서 거의 100% 듀티 사이클이 발생하고 전원 공급 장치에 손상을 줄 수 있는 큰 전류 스파이크가 생성됩니다. 전압 루프가 꺼지면 내부 값을 유지하도록 고정해야 합니다. 전압 루프 출력은 부하를 나타내며 전류 루프 레퍼런스 생성에 사용됩니다. 따라서 AC 강하 동안 부하가 변하지 않도록 값을 유지해야 합니다.
• t₁에서: AC 전압이 돌아옵니다. V_AC가 V_OUT보다 크기 때문에 생성된 재유입 전류가 벌크 커패시터를 충전합니다. Q₁과 Q₂는 여전히 꺼져 있습니다.
• t₂에서: 재유입 전류가 프로그래머블 임계값을 초과하고 릴레이 Q₅ 턴오프 이벤트를 트립합니다. 그런 다음, Q₅가 꺼지면 재유입 전류가 R_T에 의해 제한되고 그 규모가 빠르게 감소합니다. 릴레이 Q₅는 매우 짧은 시간(예: 10µs) 동안만 꺼졌다가 다시 켜집니다. Q₅가 켜지면 재유입 전류가 임계값을 초과할 때까지 다시 상승합니다. 이 프로세스는 재유입 전류가 한계를 다시 초과하지 않을 때까지 반복됩니다. 그림 5에는 이 프로세스의 순서도가 나와 있습니다.
• t₃에서: V_AC가 V_OUT보다 작습니다. 이제 PFC를 켤 시간입니다. 전압 루프 레퍼런스를 t₃의 순시 V _OUT 값과 동일하게 설정한 후 전압 루프를 켭니다. 그런 다음, 정상 설정값에 도달할 때까지 전압 루프 레퍼런스를 서서히 높입니다. 전류 루프의 경우, 먼저 듀티 사이클을 계산하고(D = (V_OUT – V_AC)/V_OUT) 전류 루프가 켜져 있을 때 계산된 D에서 전류 루프 출력이 시작되도록 전류 루프에 주입합니다. 그러고 나서 전류 루프를 켭니다. 마지막으로, Q₁ 및 Q₂를 켜서 PFC 정상 작동을 허용합니다.

이 프로세스는 V_OUT이 V_AC를 초과할 때까지 반복됩니다.