无桥PFC电路中箝位电容的选择

描述

电容

图9 电容箝位无桥PFC原理图

没有箝位电容之前,该抖动是以PFC输出电压一半的幅值,近似方波(含丰富的高次谐波)的,造成共模EMI问题;如图9所示,使用电容箝位以后,由于箝位电容Cl和Cn的作用,输入L和N端对工作“地”的抖动电平幅值被极大限制,并且基本不含高次谐波,可以获得和传统Boost近似的EMI效果。

箝位电容对输入传导的影响如下:

电容

L线,30A,无箝位电容

电容

L线,50A,0.33uF

电容

N线,30A,无箝位电容

电容

N线,50A,0.33uF

箝位电容选择

1. 箝位电容作用是极大减小了由于无桥PFC工作带来的抖动频谱,降低共模噪声,优化EMI;同时也有利于控制(由于控制地对PE的高频抖动,在控制地和PE间形成的寄生电容会流过共模电流,影响采样等)。

① 容值选择:由于EMI和模块布局、走线及屏蔽等息息相关,目前还无法做到EMI的定量分析,无法得到准确的箝位电容容值的计算公式,这里推荐以下几种参考方式综合选取:

⑴根据APET做的仿真结果显示:当PFC的开关频率在100kHz~1MHz之间时,其值需要选择在1nF~1uF之间(开关频率越高,需要的值越小),HC415Z试验基本结果是,开关频率在100kHz以下,箝位电容需要大约0.1~0.3uF;

⑵可以知道:由于箝位电容的引入,同时电流采样又取自续流的电感电流(被并联的电感及电容滤波后的值,),在电流环的幅频波特图中,存在一个由PFC电感(L1或L2)和箝位电容(Cl或Cn)形成的谐振峰,频率为PFC电感和箝位电容的谐振频率,因此从环路设计角度出发,箝位电容值的选取应该使PFC电感和箝位电容的谐振频率尽量高(即谐振峰的频率尽量高),一般情况下尽量>15kHz。

② 材质选择:通过电容箝位无桥PFC的工作原理知道,箝位电容要流过高频大电流。因此,该电容需要选择能流过高频大电流的材质,如CBB21和MKP21聚丙烯膜电容。

③ 是否需要安规认证:通过和安规及认证公司确认,不需要安规认证。

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