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好多兄弟在后台留言,说现在会看基本的元器件、会用电烙铁、会拆焊、会拿万用表测测通断了,心里踏实了不少。但一碰到真正复杂的、带大功率的板子,还是觉得无从下手。接下来的几节课,老电用实操板子(带PFC的大功率电源板),把兄弟们平时最发怵的核心知识点,一点点讲透。
为什么许多电器设备非要用PFC? 先说PFC是啥。PFC就是功率因数校正。普通开关电源一通电,电流是“时断时续”的脉冲,不跟电网电压同步走,功率因数一般只有0.5—0.6。电是送进去了,但一半是“无功”在电网里空转,还会给供电母线上带来一堆谐波。 所以规矩来了:75W以上的设备,安规强制要求加PFC(国标GB17625.1、欧标EN61000-3-2都管)。不加,认证过不了,出厂都不行。 平时大家修小家电、小型充电器,里面的高压电容两端的电压都是300V左右。但这次这块板子不一样,板子上有PFC的升压电路:有开关管、续流二极管、大电感;这个控制小板上是有PFC的控制芯片的(UCC3818)。
主要电子元器件是干啥的? 大环形电感是PFC电路的“储能主角”——升压(Boost)拓扑里的储能线圈。PFC控制芯片跟随输入电压和电流,驱动开关管高频通断,让电感里的电流被“整形”成跟电压同相的正弦波。说白了,就是把不同步的脉冲电流,重新变化成听话的正弦波,功率因数拉到0.95以上,初次谐波抑制到10%以内。
再看散热片后面藏的(开关管和续流二极管):把散热片一拆,底下就是PFC真正“干活发热”的两兄弟: *PFC开关管(高压大电流MOSFET、IGBT,600V/20A级甚至更高),工作频率在几十千赫到几兆赫兹,开关损耗也不小。 *续流二极管(快恢复、超快恢复或SiC肖特基),在开关管关断时给电感电流续流,也有热损耗。 顶部那两颗大的电解电容(耐压450V/100μF以上)是PFC的输出滤波电容,把升压后的直流母线(一般稳在380~400V)电压滤波成稳定的直流电,供给后级电路使用。 母线电压稳不稳,全看PFC这一段滤波效果好不好——这也是为什么很多“通电正常但是带负载能力不够”的毛病。 安全红线 这板子上的大电容(直流400V)存电厉害,断电后绝对不能用手碰,老电已经教过大家怎么安全放电了。 老电的希望 通过这节课,老电希望兄弟们:下次再遇到电器设备,你一测整流后的滤波大电容,如果是380V左右,就知道有升压电路,或者PFC升压电路;在实际应用中空载电压380v正常,带负载电压跌落厉害,有啸叫保护电压飙升,如或者是低于300V,马上就知道该去查哪一部分。 |