Estoy tratando de entender el impulso PFC y cómo funciona su controlador.
El voltaje de salida siempre contiene un rizado de voltaje que depende del valor del capacitor, pero ¿no debería el bucle de voltaje reducir este rizado con el tiempo y después de algún tiempo no habrá rizo? Sé que se debe a la carga y descarga del condensador pero, desde el punto de vista de la teoría de sistemas, ¿por qué siempre hay un error?
En un PFC (a diferencia de un convertidor CC-CC convencional) siempre habrá una ondulación sustancial al doble de la frecuencia de la red.
El motivo de esto es que el bucle de control está intentando forzar la corriente de entrada para que siga el voltaje de entrada.
Debido a esto, el ancho de banda del bucle de voltaje de salida debe ser muy bajo, o podría interferir con la configuración de la corriente de entrada, lo que hace que la corriente de entrada sea diferente de la meta. (Forzando la ondulación de voltaje de salida al mínimo).
Para una discusión de los desafíos, puede ver este documento:
En primer lugar, todos los convertidores de modo conmutado tendrán ondulación en su salida cuando suministran una carga. El controlador puede controlar el voltaje de salida promedio a largo plazo, pero dentro de un ciclo, la corriente suministrada a través del inductor debe variar y, por lo tanto, si la corriente de carga es constante, el voltaje en el capacitor de salida también variará.
La magnitud de esta ondulación dependerá de una serie de factores que incluyen la frecuencia de conmutación, la corriente de carga, la capacitancia del capacitor de salida, la inductancia del inductor y las pérdidas parásitas en los componentes de conmutación.
En segundo lugar, veamos el caso de la corrección del factor de potencia activa. Se ve como una fuente de alimentación tradicional de modo conmutado sin PFC activo.
Entrada - > Rectificador - > condensador primario - > Convertidor Flyback - > Condensador de salida.
El problema con este diseño es que su factor de potencia es la mierda. La corriente solo se extrae de la entrada en los picos de cada forma de onda de voltaje.
Así que cambiamos nuestro diseño para agregar corrección de factor de potencia.
Entrada - > Rectificador - > condensador primario pequeño - > Refuerzo de PFC - > Condensador primario principal - > Convertidor Flyback - > Condensador de salida.
El controlador para el convertidor de impulso PFC está tratando de cumplir dos objetivos.
Tenemos dos fuentes de rizado en la salida del impulso de PFC.
Esta ondulación no importa realmente porque la salida del refuerzo de PFC no es la salida final de la fuente de alimentación y es muy probable que sea menor que la ondulación de los condensadores primarios si no tuviera la etapa de PFC.
Tienes un conjunto bastante inusual de términos conectados entre sí. Un veterano experimentado diría que se ve al azar. Suponiendo que pueda comprender la teoría de control, lo único que puedo hacer para rectificar su texto es dar una explicación de PFC en términos de teoría de control:
Se necesita PFC porque sin él las fuentes de alimentación electrónicas consumen corriente no sinusoidal, aunque la tensión de la red es sinusoidal. Eso significa una pesada carga innecesaria para el sistema de producción y distribución de tensión de red. Lo ideal sería que la tensión de red se cargue de forma lineal y resistiva.
PFC intenta mantener la corriente de carga de la red en cada momento como G x voltaje. G es un factor que varía lentamente en comparación con la frecuencia de la red. Puede ser considerado como "conductancia efectiva". En las fuentes de alimentación, hay un condensador de almacenamiento de energía intermedio como amortiguador para hacerlo posible.
En la práctica, esto podría ser completamente transparente, si la configuración de la corriente de entrada y la estabilización del voltaje de salida fueran procesos separados y tuvieran sus propias capacidades de almacenamiento de energía. Si uno trata de ser económico, solo tiene un capacitor de un tamaño alto y un sistema de control que intenta mantener en cero alguna combinación de no linealidad de la corriente de entrada y error de voltaje de salida. Desafortunadamente, eso causa cierta fluctuación en el voltaje de salida cuando la corriente de salida de CC cambia rápidamente.
La ondulación a la que se refiere John D no es la misma de la que estás hablando. El que está hablando surge de la compensación entre el control de PFC y la regulación de la producción. El tema del que está hablando surge debido a la compensación entre las limitaciones de frecuencia de conmutación y la fluctuación del voltaje de salida. Si opta por frecuencias extremadamente altas, puede reducir su ondulación, a costa de los componentes (inductor y MOSFET). Eso es asumiendo que estás en modo Discontinuo o Límite. En el modo Continuo, corres un mayor riesgo de perder el control.
Lea otras preguntas en las etiquetas voltage-regulator control-system power-factor-correction