ویژگی:

·        تقویت ساختار

·        ضریب توان بالا و اعوجاج هارمونیکی پایین

·        استفاده کردن زمان کم از Cpu و منابع میکروکنترلر کم

·        دو کانال ورودی ADC

·        یک مقایسه کننده آنالوگ

·        یک کانال PCS با وظیفه تریگر و محافظت از خطا

·        یک زمان مبنا تایمر اختیاری

 

 

 

 

 

 

1- مقدمه

این نکات کاربردی بیانگر چگونگی تولید AT90PWM2 می باشد. یک PFC ، اغلب نیازمند استاندار می باشد (بطور مثال ENG1000-3-2 ) برای نگهداری جریان و ولتاؤ در فاز سینوسی و تامین توان و همچنین برای نگهداری حداقل اعوجاج هارمونیک کلی.

اجرای یک PFC با AT90PWM2 تجهیزات جانبی زیادی و مکان حافظه آزاد برای کاربرد (روشنایی و کنترل موتور) را رها می کند.

در میان راههای زیاد انجام PFC و توضیح خلاصه راه حل در اینجا مبنی بر ارتقاء جریان توپولوژی است.

2- تئوری عملکرد

جریان رسم کرده شده از خط با ولتاژ خط هم فاز و شکل سینوسی دارد.

PFC طراحی شده با AT90PWM2 عملیات مبدل افزایشی در انتقال بحرانی انجام می دهد تا اینکه شکل موج جریان مثلثی شود.

شکل 2-1 یک بلوک دیاگرام از PFC نشان می دهد.

آهنربایی شامل یک سلف برای PFC و یک سلف کمکی برای آشکارسازی عبور از صفر (ZCD).

شکل2_1

TON کلید افزایشی غیرقابل تنظیم روی هر نیم دوره از ولتاژ سینوسی ثابت نگهداشته می شود. بنابراین ماکزیمم جریان برای هر دوره وصل متناسب با ولتاژ خط است که تقریباً در طی TON ثابت است.

زمانیکه مقدار میانگین یک شکل موج مثلثی نصف مقدار ماکزیمم اش است میانگین جریان کشیده شده هم متناسب با خط ولتاژ است(شکل 2-2).

شکل2_2

تنظیم TOff توسط سخت افزار آشکارساز عبور از صفر انجام شده است تا زمانیکه توسط نرم افزار ولتاژ کلی صفر ولت برسد TON انجام می شود. (یکبار در هر نیم دوره از ولتاژ تغذیه)

3- طراحی سخت افزار

برای اجرای یک چنین PFC به اندازه گیری ورودی طبق تعریف زیر نیاز داریم.

3-1. اندازه گیری ولتاژ تغذیه اصلی

در راه اندازی، مقدار ولتاژ کلی مهم است که بیشترین TON مورد استفاده به نسبت ماکزیمم جریان ترانزیستور PFC معین می شود.

علاوه بر این زمانیکه PFC فعال است، این اندازه گیری اجازه می دهد که وقتی ولتاژ به صفر می رسد TON آپ دیت می شود.

این اندازه گیری توسط یک کانال ورودی APC که به یک مقسم ولتاژ مستقیم که بعد از یکسوساز وصل شده است انجام می شود.

3-2. آشکارسازی عبور از صفر جریان (ZDC)

آشکارسازی عبور از صفر برای راه اندازی PFC در حالت انتقال بحرانی لازم است آشکار سازی عبور از صفر در نتیجه یک سیم پیچ ثانویه روی بوبین PFC انجام شده است. این سیم پیچ تعیین می کند چه زمانی جریان سیم پیچ به صفر می رسد سیم پیچ ثانویه به پین PSC1NO وصل شده است که مستقیماً در تنظیم کنترل توان عمل می کند.

به محض اینکه ZCD معین شد PSC به یک حالت retrig مخصوص می رسد TOff ناتمام مانده است و یک چرخه جدید با TON برنامه ریزی شده برای چرخه نصف دوره ای شروع می شود.

3-3. اندازه گیری ولتاژ خروجی

مقدار ولتاژ خروجی بای کنترل نرم افزاری حلقه PFC لازم است زمانیکه ولتاژ خروجی به صفر می رسد پارامترهای PSC برای بیشترین پایداری و مقدار دقیق خروجی آپ دیت می شوند.

این اندازه گیری در نتیجه وصل شدن یک کانال ورودی ADC به یک مقسم ولتاژ روی شکل موج سینوسی انجام شده است.

3-4. حفاظت در مقابل جریان اضافی:

 حفاظت در مقابل جریان اضافی اجازه می دهد در صورت داشتن جریان زیاد از حد MOSFET بوسیله PSCO بصورت سخت افزاری خاموش می شود. مقاومت کننده مقاومت انشعابی آمپر بین MOSFET و زمین در یک ورودی از مقایسه کننده آنالوگ وصل شده است.

در صورتیکه جریان ترانزیستور بیش از حد زیاد شود توان خروجی مقایسه کننده آنالوگ مستقیماً به قسمت کنترل با توان P5CO وصل می شود و یک restart نرم افزاری انجام می شود.

 5-3- فرمان تحریک  MOS

بطوریکه در بلوک دیاگرام PSC را در دیتاشیت می بینید یک PSC دو مولد خروجی دارد(شکل موج مولد A و B )

بدون توجه به ترتیب کنترل ترانزیستور (PFC) Mosfet تنها یک طبقه خروجی شکل موج مهم مجاز است که TON را کنترل کند تا زمانیکه شکل موج B مولد اجازه بدهد که TOff کنترل کند.

بدین گونه که TOff به ترتیب تنظیم کند  retrig  حالت 8 برنامه ریزی شده است حتی اگر مولد طبقه خروجی مصرف نشده است.

تنظیم Toffتوسط حالت 8 تریگر اتوماتیک در شکل 1-3 نشان داده شده است در صورتی که اضافه جریان باشد خروجی متوقف می شود و حالت برنامه ریزی شده 7 به شکل موج مولد است.

شکل3_1

در واقع این حالت خطا روی هر دو شکل موج PSC مولدها و خروجی عمل می کند یک مثال از حالت تریگراتوماتیک و حالت خطای 7 در شکل 2-3 نشان داده شده است .

شکل3_2

4- طراحی سخت افزار

تنظیم Toff , TON ، PFC به شرح زیر است.

TOFF خودکار توسط سخت افزار در هر بار عبور از صفر جریان تنظیم شده است TON توسط نرم افزار به سنجش خروجی هر زمان ولتاژ خط تغذیه تنظیم شده است نرم افزار می توان به شرح زیر اجرا شود.

در ابتدا تمام تجهیزات جانبی مقدار دهی اولیه می شوند در آنوقت ADC شروع شده است که اتوماتیک در حالت وقفه اجرا شود که کاملاً ارزش های مهم بگیرد در آنوقت PFC مشابه روش مستقل راه اندازی می شود.

5- نمونه بلوک دیاگرام PFC کامل

 

شکل 1-5 یک مثال بلوک دیاگرام از یک کاربرد PFC کامل است.

شکل5_1

در این مثال PSC دوم بکار می رود به این ترتیب که یک بار متغیر را کنترل کند.

کاربرد PFC کامل روی لامپ مهتابی مسکوک دمسنتی آمریکایی توسعه داده شده است (EVB001/ATAVRFBKIT) در این سند شما می توانید یک طراحی PFC کامل شامل تهیه ریز کنترل کننده پیدا کنید.

راهنمایی کلی و نرم افزار در روی وب سایت ATMEL در دسترس است