沒有箝位電容之前,該抖動是以PFC輸出電壓一半的幅值,近似方波(含豐富的高次諧波)的,造成共模EMI問題;如圖9所示,使用電容箝位以后,由于箝位電容Cl和Cn的作用,輸入L和N端對工作“地”的抖動電平幅值被極大限制,并且基本不含高次諧波,可以獲得和傳統(tǒng)Boost近似的EMI效果。
箝位電容對輸入傳導(dǎo)的影響如下:
L線,30A,無箝位電容
L線,50A,0.33uF
N線,30A,無箝位電容
N線,50A,0.33uF
箝位電容選擇
1. 箝位電容作用是極大減小了由于無橋PFC工作帶來的抖動頻譜,降低共模噪聲,優(yōu)化EMI;同時也有利于控制(由于控制地對PE的高頻抖動,在控制地和PE間形成的寄生電容會流過共模電流,影響采樣等)。
① 容值選擇:由于EMI和模塊布局、走線及屏蔽等息息相關(guān),目前還無法做到EMI的定量分析,無法得到準(zhǔn)確的箝位電容容值的計算公式,這里推薦以下幾種參考方式綜合選取:
⑴根據(jù)APET做的仿真結(jié)果顯示:當(dāng)PFC的開關(guān)頻率在100kHz~1MHz之間時,其值需要選擇在1nF~1uF之間(開關(guān)頻率越高,需要的值越小),HC415Z試驗基本結(jié)果是,開關(guān)頻率在100kHz以下,箝位電容需要大約0.1~0.3uF;
⑵可以知道:由于箝位電容的引入,同時電流采樣又取自續(xù)流的電感電流(被并聯(lián)的電感及電容濾波后的值,),在電流環(huán)的幅頻波特圖中,存在一個由PFC電感(L1或L2)和箝位電容(Cl或Cn)形成的諧振峰,頻率為PFC電感和箝位電容的諧振頻率,因此從環(huán)路設(shè)計角度出發(fā),箝位電容值的選取應(yīng)該使PFC電感和箝位電容的諧振頻率盡量高(即諧振峰的頻率盡量高),一般情況下盡量>15kHz。
② 材質(zhì)選擇:通過電容箝位無橋PFC的工作原理知道,箝位電容要流過高頻大電流。因此,該電容需要選擇能流過高頻大電流的材質(zhì),如CBB21和MKP21聚丙烯膜電容。
③ 是否需要安規(guī)認(rèn)證:通過和安規(guī)及認(rèn)證公司確認(rèn),不需要安規(guī)認(rèn)證。
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